风力发电机组状态监测和故障诊断技术的应用研究

风力发电机状态监测是通过实时监测风力发电机运行状态,旨在发现潜在故障,预防事故的发生,进而提高风电设备的可靠性与安全性。由于风力发电机组长期运行在恶劣环境下,容易出现各类故障问题,为避免经济损失,保证风力发电机组稳定运行,做好实时状态监测和故障诊断至关重要。文章针对风力发电机组的运行以及故障处理等相关技术进行了分析,从发电机、齿轮箱、叶片、电气系统、液压传动系统状态监测和故障诊断几方面,研究了风力发电机组状态监测和故障诊断技术应用,以此确保整个系统安全稳定运行。     

风力发电机组液压制动系统测试平台研究

文章针对风力发电机组主机厂对液压制动系统缺乏有效试验手段的问题,介绍了一种自主开发的风力发电机组液压制动系统测试平台。测试平台采用模块化设计,主要由液压动力单元、通用及定制化阀组、高速轴及偏航制动器执行机构等部分组成,同时平台集成了NI采集和控制软硬件系统,实现对试验数据的高速采集、分析与处理。通过模拟风力发电机组高速轴制动和偏航制动过程,测试平台测得的压力、流量和位移数据与机组实际运行工况相符,满足设计要求,验证了其有效性。测试平台可以为风力发电机组液压制动系统的改进和优化提供可靠的试验保证。     

液压型风力发电机组功率追踪及功率平滑多目标控制研究

以液压型风力发电机组为研究对象,针对低风速条件下液压型机组的最佳功率追踪和功率平滑多目标寻优控制问题进行研究。建立液压型风力发电机组逆系统模型,分析模型非线性形式,确定逆系统的解耦方法,利用逆系统的方法设计液压系统转矩控制器,实现最佳功率追踪控制。通过线性二次型最优控制方法,设计功率追踪与功率平滑的多目标优化控制器。依托30 k VA液压型风力发电机组实验台进行仿真和实验研究,验证了该方法的可行性。仿真和实验结果表明该方法具有较好的控制效果,在保证最佳功率追踪的同时实现了功率平滑控制。研究结果对液压型风力发电机组具有重要的理论意义和工程价值。     

液压型风力发电机组最优功率追踪控制方法研究

为研究风力发电机组风能利用率,对液压型风力发电机组的风力机特性和液压主传动闭式系统进行建模分析,提出一种变步长的最优功率追踪控制方法.该方法根据风力机角速度和发电功率判断风力机运行区间,依据不同的运行区间对给定功率进行实时调整,通过控制发电功率间接控制风力机角速度,实现最优功率追踪控制.基于30kVA液压型风力发电机组实验平台进行仿真和实验研究.结果表明:采用变步长最优功率追踪控制方法,系统压力和发电功率可准确地跟踪风速变化,该方法具有良好的控制效果.     

风力发电机组状态监测系统设计与应用

风力发电机组状态监测系统的设计可以有效降低机组的检修维护费用,保障机组的安全稳定运行。对风力发电机组状态监测和故障诊断技术进行了深入的研究,设计了风力发电机组状态监测系统,并详细介绍了系统的结构与功能。通过系统在大型风力发电场的成功应用,验证了其对风力发电机组状态监测与诊断的有效性。     

液压型风力发电机组调速系统的DMC预测控制方法研究

以液压型风力发电机组调速系统为研究对象,针对变量马达的恒转速控制问题,结合动态矩阵控制(DMC)原理,提出一种基于DMC的液压型风力发电机组调速系统预测控制方法,并通过Simulink-AMESim联合仿真技术分析预测步长与控制步长对转速控制的影响规律。研究结果表明,与经典PID控制方法相比,基于DMC的预测控制方法提升了液压型风力发电机组调速系统的控制性能,可为后续工程实际应用提供理论指导。     

液压型风力发电机组主传动系统稳速控制研究

以液压型风力发电机组定量泵-变量马达主传动系统为研究对象,建立液压主传动系统数学模型和传递函数,针对励磁同步发电机并网运行对变量马达稳速输出控制要求及系统模型中存在的相乘非线性,利用小信号线性化方法建立一种在稳定转速附近的抗干扰控制方式。分析变量马达斜盘基准折算值、马达斜盘调整机构阀控缸响应速度、不同定量泵转速阶跃对转速控制系统的影响规律,以仿真和实验验证稳速控制方法的鲁棒性。     

基于FMEA法的风力发电机组故障模式分析

在分析风力发电机组设备构成的基础上,针对主轴及轴承、齿轮箱、发电机、偏航系统、变桨系统及塔架等机组主要设备,利用故障模式及影响分析法(FMEA法)开展了设备故障模式统计分析,获得了各设备故障模式详细统计报表,包括设备功能、功能故障、故障模式、故障原因、故障影响及预防措施等相关信息,为风力发电机组状态监测与故障诊断提供理论基础。     

液压型风力发电机组最佳功率追踪控制研究

针对液压型风力发电机组能量转化效率问题,以最佳机组输出功率为控制目标,提出了两种最佳功率追踪方法。以30 k VA液压型风力发电机组实验平台为基础,研究所提出控制方法的可行性与控制特点。仿真和实验结果表明:直接压力控制的最佳功率追踪控制方法简单易行,但其准确性易受系统效率影响;考虑系统效率时,系统压力和风力机转速联合控制的最佳功率追踪控制方法具有更精确的追踪效果。     

风力发电机组仿真演示系统研究与开发

针对风力发电系统的试验研究受到自然环境和现场条件限制的问题,基于Matlab/Simulink仿真平台,采用面向物理对象建模方法,根据风力发电系统的物理结构和运行特性对其仿真建模,开发了风力发电机组仿真演示系统,并将风力发电系统分解为若干个独立运行的子系统,通过控制结构连接整体。实例表明,本系统能够准确描述整台风力发电机组的动态行为,适合于教学仿真演示及控制技术研究。     

风力发电变桨偏航轴承专利分析

一、概述变桨偏航系统是风力发电机组必不可少的组成系统之一。变桨偏航系统的主要作用有两个:一是与风力发电机组的控制系统相互配合,使风力发电机组的风轮始终处于迎风状态,充分利用风能,提高风力发电机组的发电效率;二是提供必要的锁紧力矩,以保障风力发电机组的安全运行。     

基于液压传动系统的风电并网静态电压稳定问题研究

风电并网的电压稳定性问题是一直制约风电产业进一步发展的瓶颈。基于液压传动系统的风电系统,利用液压传动系统具有的输出稳定,轻便灵活等特点,有效地解决了风电发展的瓶颈问题。通过对基于液压传动系统的风电系统进行建模,考虑基于液压传动系统风力发电机组的液压系统的工作特性,仿真研究风速变化下基于液压传动系统的风力发电机输出功率的稳定性。并且在考虑异步发电机的工作特性基础上,采用改进的连续潮流算法来分析基于液压传动系统的风电并网电压静态稳定性。     

基于动态面控制的液压型风力发电机组稳速控制研究

针对液压型风力发电机组液压调速系统稳速控制问题,建立了风速、风力机特性数学模型和定量泵-变量马达液压调速系统的关键参数状态方程.提出了一种基于动态面控制的稳速输出控制方法,并对其控制律进行推导分析,采用动态面控制原理对变量马达转速进行多闭环控制,并对30kVA液压型风力发电机组进行了仿真和实验研究.结果表明:该方法具有较好的控制效果,对风力机输入的时变性和不确定性具有良好的抑制作用,实现了机组的稳速控制.     

变速风力发电机变流器故障诊断方法

大型变距变速风力发电机组状态的监测与故障的诊断是保证机组长期稳定运行和安全发电的关键。文章针对变速风力发电机组中的变流器电路模型非线性强的特点,利用神经网络非线性映射特性,提出了采用基于波形直接分析的BP神经网络故障诊断方法。该方法能动态监视风力发电机变流器并网电路的工作状态,实时在线进行故障诊断和快速分析,确定变流器故障的部位和性质,可缩短风力发电机的故障停机时间。实际运行结果表明,该方法对变速风力发电机组的状态监测与故障诊断是有效的。     

液压型落地式风力发电机组长管道谐振分析

为了探究系统参数对系统谐振的影响,了解具有长管道结构的液压型落地式风力发电机组稳定运行的条件,建立了机组液压主传动系统数学模型,分别从能量输入端、液压元件本身及能量输出端3个方面研究系统谐振激励源,并通过仿真对比研究了系统压力比频率特性影响因素,得出各参数对系统谐振的影响规律.结果表明:管径、管长和油液运动黏度等对系统传输压力比幅值影响较大,油液运动黏度和等效体积弹性模量同样也影响系统的工作频段;系统谐振频率都以基频的奇数倍形式存在.     

液压型风力发电机组低电压穿越双变量协调控制研究

以液压型风力发电机组为研究对象,研究液压型机组低电压穿越控制问题。结合风电机组低电压穿越要求和液压型风力发电机组工作原理,提出一种比例节流阀开口度与变量马达摆角双变量联合控制的低电压穿越的控制方法。建立机组的数学模型,基于能量耗散原理和动态面控制方法构造低电压穿越双变量控制器。依托30 k VA液压型风力发电机组半物理仿真实验台进行仿真和实验研究,实现了低电压穿越过程中机组液压系统传输功率和输出转速的高精度控制,为液压型机组的低电压穿越控制的进一步研究奠定基础。     

双馈风电场有功频率分层控制

风电场有功频率控制是风电场接入电网运行的关键技术。在分析双馈风力发电机组减载运行控制策略及超速法下双馈风力发电机组的减载运行调节能力的基础上,提出了提高双馈风电场的有功调节能力及接入电网后系统频率稳定性的有功频率分层控制策略。该策略根据不同风速区风电机组的减载运行调节能力差异,设计了风电场层分配策略及风电机组层控制策略,在满足有功控制要求的前提下,尽可能提高风电场对电力系统暂态频率稳定的支持。仿真结果表明,该控制策略在系统稳定运行时尽可能存储转子动能,当出现功率扰动后,能够通过快速释放转子存储的动能响应系统频率变化,从而提高了双馈风电场接入电网后的系统频率稳定性。     

风力发电机组防雷保护系统电涌保护器(SPD)的计算和选用

根据风电机组和相关领域防雷保护标准,介绍风力发电机组中SPD的重要作用和选用的原则,详细阐述SPD的安装模式、参数的选取和失效保护措施,对于风机电气防雷系统的设计具有参考价值。     

风力发电机组的健康评估

为了保证风力发电机组的正常运行,降低运行维护成本,建立了风力发电机组的健康评估系统。机组健康评估要素包括机组监测、数据预处理、特征提取和专家库。机组健康评估是利用机组监测采集信息,经数据预处理后,进行特征提取;将提取的特征与专家库分析、比较,进而对风力发电机组的健康进行评估。通过对机组的健康评估,预先了解机组的健康状况,针对不同的故障提早预防或给出相应的处理措施,尽量排除故障或者防止故障再扩大。对风力发电机组的健康评估为风电场的状态检修提供了依据。     

基于PID控制的变速恒频风力发电机组液压变桨距控制系统研究

文章分析了变桨距控制原理,对变速恒频风力发电机组各部分数学模型进行了分析与研究,在此基础上,建立了变速恒频风力发电机组PID液压变桨控制系统仿真模型,在matlab/simulink环境下对未加PID控制器与加PID控制器两种情况下的系统进行了仿真研究。仿真结果表明,PID控制器能改善风力机桨距控制效果,更好地捕获风能,稳定风力机功率输出。