兆瓦级风电机组变桨系统的设计与应用

详细分析了变桨距系统的设计原理和组成,并在此基础上以非线性PID算法为控制核心,用Profibus总线和CAN总线通讯,以超级电容作为后备电源,设计了兆瓦级风电机组变桨距系统,对变桨系统软件开发所涉及的运行模式划分为5类,并将研究结果应用于国内某风场,结果表明该系统满足风电机组对变桨系统位置和精度控制的要求。     

兆瓦级风电机组变桨系统的设计与实现

本文详细分析了变桨距系统的设计原理和组成,并在此基础上以非线性PID算法为控制核心,以Profibus总线和CAN总线作为通信,以超级电容作为后备电源,设计了兆瓦级风电机组变桨距系统,对变桨系统软件开发所涉及的运行模式划分为五类,并将研究结果应用于国内某风场,结果表明该系统满足风电机组对变桨系统位置和精度控制的要求。     

大风电机组变桨用超级电容模组健康状态在线监测方法研究

随着风电机组安全运行问题日益受到重视,风电机组变桨用超级电容模组的可靠性变的越来越重要。为了实时监测超级电容模组健康状态保证模组可靠性,提出了一种在线监测模组健康状态的方法。该方法在主控系统中编程测量在开路电压法与电流积分法两种测量方法下风电机组掉电低电压穿越和顺桨时超级电容模组放电电荷量,然后根据两种方法估算的电荷量差值与模组失效阈值之比判断其健康状态。实验结果表明,通过上述方法主控系统能实时监测到超级电容模组健康状态,特别是当超级电容老化失效发生时,可进行实时报警。该方法有效地实时监测了风电机组变桨用超级电容模组健康状态,从而极大地提高了风电机组安全运行的可靠性。     

风电机组变桨系统的研究

随着风电技术近几年快速的发展,风电机组的尺寸和容量也在不断地增大,变桨系统对风电机组的安全性和运行性能越来越重要。本文介绍了风电机组变桨系统的工作原理,分析了其运行工况和控制策略,研究了两种不同形式的变桨系统。     

电动变桨系统超级电容后备电源测试装置设计

针对目前广泛应用的电动变桨系统超级电容后备电源性能难以测试的问题,设计了一种简单可行的厂内后备电源测试装置,并利用某种具体型号的电容进行了测试,根据测试结果进行后备电源的设计,能满足变桨系统的顺桨要求,进而确保风力发电机组的安全运行。     

基于超级电容的变桨系统后备电源设计

简要介绍了变桨系统后备电源工作原理,结合超级电容具有耐低温、长寿命的优点,设计了一种基于超级电容的变桨系统后备电源,并对该后备电源进行各项功能测试.测试结果表明,该后备电源可满足变桨系统后备电源充电、放电和紧急顺桨功能要求.     

兆瓦级风电机组变桨距系统设计

本文通过研究风电机组变桨控制理论,结合实际运行工况提出了风电机组变桨控制策略,设计了用于1.5MW风电机组的变桨控制系统硬件,提出分段PID软件算法,并将此系统运用于工程实践中。     

大功率风电机组变桨系统故障诊断方法与技术研究进展

变桨系统是大功率风电机组重要的子系统,其主要功能是使桨叶快速高效地捕捉风能,最大限度地利用风能。作为故障频发的子系统,变桨系统能否正常运行直接影响机组的安全稳定运行。综述风电机组变桨系统故障诊断方法和技术的研究进展。首先,介绍变桨系统故障诊断的背景及意义;然后阐述变桨系统主要的故障类型、故障机理及相应的敏感参数,变桨系统故障诊断常用的三种方法,即基于解析模型、基于信号分析以及基于人工智能的诊断方法;最后,介绍基于SCADA系统数据的混合智能诊断技术的发展情况,对本领域未来的发展趋势进行了展望。     

风电机组变桨后备VRLA电源在线监测系统

风电机组变桨后备VRLA电源对风电机组安全运行至关重要,结合蓄电池监测维护的实际需求,在不干预现有系统充放电过程下,设计了一套完整的后备电源在线监测系统:在风机端,系统前置设备以TMS320F2812为核心,实现了蓄电池放电高频数据采样与处理;在集控端,采用风机后备动力系统综合监测方法,实现了蓄电池性能及其负载状态的实时远程监测。     

风电机组变桨轴承变形研究与有限元分析

变桨轴承是风电机组的关键部件,其应力状态和变形对风电机组的安全运行有重大的影响。建立承受联合载荷作用的变桨轴承的计算模型,采用Newton-Raphson方法计算变桨轴承在外载荷作用下的变形情况,并应用ANSYS软件建立变桨轴承有限元模型,模拟轴承在联合载荷作用下的应力场和变形量。有限元分析结果验证了计算模型的准确性,可为变桨轴承结构设计提供理论依据。     

变速变桨风电机组阵风控制策略

本着在阵风工况下,变桨控制器提前动作与快速动作的原则,结合变速变桨控制算法基本结构,在基本变桨控制器上增加功率桨距角发电机转速控制环,使桨距角能够在额定功率以下提前动作;在桨距角发电机转速控制环的比例项中增加非线性增益因子,使得变桨控制能在阵风下快速动作。仿真分析与现场测试结果表明,这2个阵风控制策略能有效地抑制与减少风电机组发电机由于超速带来的停机,一定程度上可以提高风电场发电量,降低风电机组机械载荷,提高电网稳定性。     

基于机会维修模型的风电机组变桨系统优化维修

风机变浆系统故障高发,通过对风机变浆系统故障的研究,发现由电气滑环引起的通讯故障频率最高,且维修费用占总运行成本比例较高,因此,针对通讯故障和电器滑环两部件系统,提出机会维修策略,以经济性为目标,优化了机会维修役龄和预防性维修役龄,实现了高额停机费用的分摊和成本的节约。通过仿真结果分析,机会维修策略比传统役龄维修策略和优化役龄维修策略更好地实现了成本的节约,具有较高的实际应用价值。     

变桨用超级电容器容值的精确在线检测研究

针对风力发电机组变桨系统中超级电容器组的特殊工况,提出了1种超级电容器容值的精确在线检测方法。通过增加对容值、充/放电电阻值的温度补偿系数,有效克服了模拟量测量精度对容值检测的影响,提高了超级电容器容值的检测精度。实验证明本方法所提检测方式的误差为0.5%,且无需增加硬件设备,操作方便,降低了风电机组运维工作的难度。     

电动变桨距系统超级电容后备电源测试装置设计与应用

针对目前广泛应用的电动变桨距系统超级电容后备电源性能难以测试的问题,设计了一种简单可行的厂内后备电源测试装置,并利用某种具体型号的电容进行测试。测试结果表明,该装置能够对超级电容后备电源的性能（电容变化电压、顺桨时间、电机电流等）做出测试,根据该测试进行后备电源的设计,该设计能够满足变桨系统的顺桨要求,进而确保风力发电机组的安全运行。     

风电机组电动变桨系统建模及运行特性评估与测试

为了较好地反映风电机组电动变桨系统的动暂态运行特性,有必要研究考虑电机驱动特性的电动变桨系统的动态模型.在介绍电动变桨系统基本结构和原理的基础上,建立了包含感应电机及其矢量控制策略、减速齿轮箱传动系统及后备电源各子系统模型的电动变桨系统详细模型,并给出了变桨控制系统简化一阶惯性环节模型;为了验证所建立的详细模型的有效性,搭建了电动变桨系统的测试平台,对所建立的变桨系统详细模型进行了桨距角跟踪性能、负载扰动运行特性和低电压故障运行特性仿真,并将其与简化一阶惯性环节模型和实际测试系统的结果进行了比较.结果显示,所建立的详细模型能够更好地反映实际电动变桨系统的动暂态运行特性,且能较好地评估其低电压故障运行特性.     

超级电容提高双馈风电机组低电压穿越能力研究

为了提高双馈风电机组的低电压穿越能力,在变流器直流母线增加超级电容电路,通过超级电容与变流器的协调控制,不仅可以减小故障期间转矩不平衡,延长机组穿越时间,还可以注入一定的无功,支持系统电压恢复。     

基于单纯形法的风电机组独立变桨控制技术研究与仿真

针对风电机组在风切变、塔影效应的影响下，如何减缓叶根挥舞弯矩进行了研究。提出了基于单纯形法的独立变桨控制策略，在保证风电机组功率控制的基础上，实现减缓叶根挥舞弯矩及其1P分量载荷的目的；分别将该方法和传统PI控制的独立变桨控制策略应用于4.5MW风电机组模型，并在湍流风况下进行仿真，对比分析叶根挥舞弯矩及其功率谱密度、机组输出功率。通过4.5 MW风电机组模型仿真运行数据分析，表明基于单纯形法的独立变桨控制策略能够有效减缓叶根挥舞弯矩及其1P分量，且能稳定输出功率。     

超速与变桨协调的双馈风电机组频率控制

双馈风电机组的有功功率输出无法响应电网频率的变化,并且由于其通常运行在最大功率点跟踪模式下,亦无备用的有功功率支援电网的频率控制。通过提升发电机转子转速和调节桨距角可实现双馈风电机组的减载运行,从而保留部分有功功率作为备用以提升对电网频率的调节能力,但是超速控制和变桨控制在不同工况下,具有一定的工程局限性。为深入挖掘双馈风电机组的调频潜力,提出了一种超速与变桨相协调的调频控制策略。该控制策略根据不同的风速条件,将调频分为低风速、中风速和高风速3种模式,并详细分析了可辨识这3种模式的判据。仿真结果表明,基于文中提出的控制方法,双馈风电机组可以有效提升系统的频率稳定性。