大型风电机组变桨技术研究

变桨控制是大型风电机组控制的核心,变桨技术在大型风电机组中占据着重要位置。加强对变桨技术的研究具有重要意义,是进一步提升大型风电机组性能的必然要求。独立变桨控制技术的应用能够有效减少风电机组关键部件的载荷。加强对变桨技术的研究是进一步提升大型风电机组性能的必然要求。本文将重点探讨大型风机机组液压变桨和电动变桨技术。     

风电机组变桨轴承螺栓失效形式分析与处理措施

风能是一种清洁能源,大力开发和利用风能资源能促进我国的能源战略调整,助力实现可持续发展。风电项目中,风电机组有助于将风能转变为电能,由于整个机组的构成复杂,机组运行中的可靠性不够,经常因为变桨轴承螺栓失效等影响机组运行。现阶段,随着风电事业的日渐进步,变桨轴承螺栓失效问题越发引起了人们的关注,相关企业需采取有效的预防与处理策略。基于此,本文针对风电机组变桨轴承螺栓失效形式展开了详细的分析,提出了对应的处理措施,对提高风电机组运行可靠性具有指导价值。     

基于周期对称模型的MW级风电机组变桨轴承连接螺栓强度计算

针对MW级风机变桨轴承连接螺栓的强度分析问题,采用周期性建模的方式建立了螺栓的有限元分析模型,并基于GL规范计算了螺栓的极限强度及疲劳强度。首先在最大预紧力工况下基于最大极限载荷计算得到了螺栓的最小极限安全系数。然后通过比较3个叶片的极限疲劳载荷得到了最大的极限疲劳载荷,在最小预紧力工况下基于该载荷得到了螺栓的载荷-应力非线性曲线,构建了新的载荷谱并根据载荷-应力曲线将该载荷谱转化为应力谱,利用雨流统计和Palmgren-Miner准则得到了螺栓的最小疲劳安全系数。计算结果表明,变桨轴承与轮毂连接螺栓和变桨轴承与叶片连接螺栓的极限、疲劳强度满足设计要求;该方法减少了有限元的计算量,为螺栓的强度分析提供了新的思路。     

风电变桨轴承摩擦力矩的测量

通过试验机对风电变桨轴承加载径向和轴向压力,模拟风电轴承的实际工况,通过工控机直接测量并实时记录输出试验数据,从而得到变桨轴承的启动摩擦力矩及旋转状态时的即时摩擦力矩,并分析测试数据以判定风电变桨轴承是否满足设计要求。     

载荷优化的风电机组变桨控制技术研究

我国经过近年飞速的发展,风力发电的技术已经变得越来越成熟,以我国国产的风力发电机组作为研究的基础,分析我国在载荷优化的风电机组变桨控制技术的现状发展,通过优化机组的方法来缓解风电机组载荷的疲劳程度。目前我国所用的大型风电机组一般是采用独立驱动的协同变桨控制技术,通过调节各叶片的最佳节距角,可以保证风力发电机的输出功率保持在稳定的状态。这两个独立变桨控制过程都有着自身的优点,但是有一点是毋庸置疑的,大型风力发电机组更加适合使用独立变桨控制系统,不仅能够发挥出比传统方式更加强大的作用,还能优化风电机组的载荷,降低风电机组的疲劳损害程度。     

不同工况下风电机组主轴轴承动态特性研究

为获得风电机组主轴轴承在不同工况下的动态特性,以某汽轮厂1.5 MW风电机组为例,对主轴进行抽象简化,根据叶素理论推导出主轴轴承所承受的轴向载荷和径向载荷。利用UG软件建立主轴轴承模型,导入Adams中建立主轴轴承多刚体动力学模型,对三种不同工况下主轴轴承滚子与内圈、外圈、保持架的之间的相互作用进行分析。结果表明:在风机紧急刹车阶段,主轴轴承滚子与内圈、外圈、保持架的之间的相互作用力最大,转速突变阶段次之,启动至平稳阶段最小。     

基于载荷优化的风电机组变桨控制技术研究

风力发电是可再生能源中技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。现代风电机组的单机容量越来越大,叶轮直径也越来越大,风剪切、塔影效应等造成的载荷波动也在不断增大,由此导致的疲劳载荷问题日益明显,独立变桨控制技术正是在这种背景下提出来的。以国产兆瓦级风力发电机组为依托,研究大型风力发电机组独立变桨控制技术,来减小桨叶承受的不平衡载荷和保持输出功率的稳定。通过研究基于载荷优化的风电机组变桨控制技术,不仅能够提升风电机组的发电效率,还可以减小机组关键部件的载荷,保证机组安全稳定运行,实现客观上的发电量提升。     

风电机组变桨轴承摩擦力矩特性的实验研究

变桨轴承是风力发电机组中最关键的零部件之一,而轴承摩擦力矩则是影响变桨轴承运行性能的重要因素。介绍了一种风机变桨轴承摩擦力矩特性检验的方法,主要用于在地面实验室模拟风力发电机组实际运行中变桨轴承所承受的各种载荷,检测风力发电机组变桨轴承的摩擦力矩。     

基于载荷优化的风电机组变桨控制技术研究

以国产兆瓦级风力发电机组为依托,研究大型风力发电机组独立变桨距控制技术,以优化机组的疲劳载荷。将独立变桨控制过程解耦为协同变桨控制过程和偏差变桨控制过程,并分别进行协同变桨控制和偏差变桨控制的理论研究;偏差变桨控制系统是一个多输入多输出线性系统,通过Park坐标变换和逆变换技术,将偏差变桨控制系统解耦为两个单输入单输出线性系统,实现采用经典控制理论设计相关控制器,极大提高独立变桨控制技术的工程实用性。采用GH bladed软件,对一台1.5 MW机组的仿真研究结果表明:采用独立变桨控制不仅可以实现传统协同变桨控制的功能,而且还能有效减小风电机组各关键部件的疲劳载荷。     

风电偏航和变桨轴承的安装与维护

分析风电偏航和变桨轴承的特点,详细阐述了风电偏航和变桨轴承的安装方法和日常维护的关键要素。     

风电机组变桨轴承的磨损预警方法研究

针对风电机组变桨轴承磨损情况严重、经济损失大等问题,提出了一种基于数据采集与监视控制(SCADA)数据的风电机组变桨轴承磨损预警的建模方法.以变桨电机电流、桨距角、风速、功率等风机运行参数为基础,利用滑动窗口统计的方法构造了新的特征变量,将特征变量和标签数据导入随机森林算法,进行了模型的训练和验证;然后,建立了一种监测...     

参与电网调频的风电机组线性变参数变桨控制策略

风电机组在进行调频工作的时候,风电机组变桨动作的风速范围将会随着输出功率的变化而发生变化,而在调频的时候,输出功率是经常需要进行调整的,另外,因为风况可以直接影响桨距角调节气动功率的灵敏度,这样就会导致风电机组在进行调频时发生振荡现象,为了解决这一问题,我们需要提出一种线性变参数系统作为原则的风电机组变桨控制方法。     

数字孪生驱动的风电机组变桨系统故障诊断

数字孪生作为连接物理世界和数字世界的纽带,其融合机理与数据的建模方式在时效性和准确性等方面有着超出以往模型的潜力。文中首先针对风电机组变桨系统故障诊断问题,结合多体动力学提出了一种风电机组数字孪生模型的建立方法;其次,利用机组运行信息与机理先验知识,并通过历史数据进行风电机组控制逻辑反演;再次,以上述模型对风电机组历史监测数据进行仿真分析,将仿真结果与历史监测数据进行对比,迭代修正数字孪生模型,并验证所建立的数字孪生模型的准确性;最后,在所建立模型的基础上构建仿真结果与实际监测数据的残差值,使用该残差值作为故障特征变量对该风电机组变桨系统故障进行诊断分析,其结果验证了上述方法的有效性和可行性。     

风电机组变桨轴承漏脂分析及改进措施

针对风电机组变桨轴承漏脂问题,从密封圈密封性能、变桨轴承内部结构设计、润滑脂的选择及填充用量等方面进行分析,通过选择抗老化和抗磨损性能好的密封圈材料,把密封圈的双唇结构改为多唇结构,沟底增加矩形沟槽,改善轴承脂孔尺寸与分布,增加轴承排脂孔外侧连接螺纹孔的直径和深度,改善润滑系统控制策略,设计变桨轴承运行时注脂的频率、时...     

浅谈风电机组变桨齿圈磨损原因分析及修复方法

变桨齿圈是风电机组的核心部件之一.风电机组经过长时间的运行后,变桨齿圈易发生磨损.本文以我公司某风场风机为例,分析了其变桨齿圈磨损的原因,并针对该原因设计了修复方法.通过修复,可以确保风机继续稳定运行,同时降低了风场运维成本,提高了风场的经济性.     

大功率风电机组变桨轴承型式试验

风电轴承使用环境恶劣,维修成本高,要求其具有长寿命和高可靠性。为验证大功率风电机组变桨轴承是否能够在承受疲劳等效载荷作用下满足运行要求,以某型7 MW风电机组变桨轴承为例进行试验。介绍了新开发盾构/风电转盘综合试验机的结构及各系统的功能,详细说明了试验轴承的安装和加载,给出了试验过程中变桨轴承的温升、振动和力矩曲线。试验结束后拆解试验轴承并与试验前轴承进行对比,各零件的表面形貌以及润滑脂均正常,认为其能够满足风机的设计使用要求;该轴承装机一年多来运行平稳,表明该试验方案可行,能够为风电轴承的检验和研发提供有力的评估依据和原始数据支持。     

基于AE与STFT的变桨轴承裂纹诊断研究

由于变桨轴承不完全转动的工作特殊性,基于振动或应变等常规监测手段难以奏效,为此提出一种基于声发射(acoustic emission,简称AE)技术监测方法获取信号,并采用短时傅里叶方法(short time Fourier transform,简称STFT)进行分析诊断的方法.首先,研究了AE技术的信号采集方法,推导...     

风电变桨直流伺服驱动器的设计

基于风力发电变桨系统的需求,分析了永磁直流伺服电机的调速原理,提出了永磁直流电机控制策略,并研究建立了全数字直流伺服控制系统。选用TI公司的TMS320F2812 DSP作为控制核心,介绍了该伺服驱动器的主功率电路和控制电路硬件设计、实现方法以及整体软件架构和具体实现流程。通过旋变解码试验和动态调速试验,验证了全数字直流伺服控制系统的整体设计。