大功率异步风力发电机冷却结构分析与研究

随着风电技术的发展,单机容量不断的增大,冷却结构设计、噪声性能、成本等成为电机设计中的关键环节。目前国内外对大功率异步风力发电机通风冷却结构与噪声关联性研究较少。本文以一款异步风力发电机为例,采用CFD仿真分析方法对不同结构冷却器及定、转子通风道流体场及温度场进行模拟计算和分析。研究结果表明：“M”型换热器具有降低电机内部风阻,提升内风量的效果,在满足绕组温升要求下,具有一定成本优势;同时发电机定、转子通风道错开,在一定程度上可降低电机气动噪声。通过以上分析总结,希望对异步风力发电机的冷却结构设计提供一些参考。     

三相异步风力发电机设计程序的开发研究

按异步电机基本原理分析，创建了新型等值电路作为异步发电机的仿真模，开发编制了异步发电机的设计程序，指出因电动机设计模式所导致设计的错误与偏差。并通过实例给以试验证。     

高海拔用风力发电机流体场与温度场的计算分析

以一台高海拔用双馈风力发电机为研究对象,在基本假设的基础上,建立了发电机内流体场以及温度场相耦合的求解模型,根据给定的边界条件及电机内传热的基本特性,采用有限体积元法对发电机内的多元温度场进行求解。通过数值计算分析了发电机内部的流体场流变特性以及传热特点,并以平原地区的实验数据为依据,验证了温度场数值计算的合理性和准确性。最后,将高海拔地区的电机温升计算结果与采用不同标准获得的温升结果进行对比,进一步佐证了温度场计算的精确性,并且有效缩减了标准范围,为发电机在高海拔地区安全运行和设计提供理论依据。     

三相异步风力发电机设计程序的开发研究

经对异步电机基本原理分析,创建了新型等值眯异步发电机仿真模型,开发编制了异步发电机设计程序。指出按电动机设计模式导致设计的错误与偏差,并通过实例进行了试验验证。     

异步风力发电机稳态模型研究

可靠、清洁的能源供应是现代社会发展与进步的保障,面对日益严重的能源危机,风能逐渐成为新的替代能源。风力发电与一般的能源发电有着很大的区别,其最大的一个特点是风速有很大的随机性,如果并网的风力发电机容量较大,则将对电网有较大影响。因而需要对包含有风电场的电力系统进行潮流计算,以分析风电场引起的电网电压和功率的变化。在此所研究的PQ模型是分析风电场的最基本也是最常用的模型。一般风力发电机的等值模型有三种：PQ模型、RX模型和简化RX模型。其中PQ模型又有不计及转差的PQ模型和计及转差的PQ模型这两种。在不要求较高精确度的情况下PQ模型实用性很强,因此研究风力发电机的PQ模型有很大意义。     

异步风力发电机变电压运行的分析方法

绝大部分风力发电机组使用异步发电机，文献提出了异步发电机变压运行方式和原理，它能够提高发电机运行效率和功率因数，而且避免了风力发电机组电运行。本文给出了变电压运行的分析计算方法，对变电矸运行的实际应用具有重要意义。     

异步风力发电机流动与传热分析及优化设计

为了研究兆瓦级风力发电机内部流体流动与传热特性,以1台异步风力发电机为研究对象,基于计算流体力学(CFD)与数值传热学(NHT)基本原理,采用有限体积法对发电机进行整机建模,对流场与温度场进行数值计算。通过与试验数据的对比分析,验证了计算方法的正确性与准确性。对发电机内部流场温度场进行了分析,获得兆瓦级风力发电机冷却介质流动特性。最后,对发电机通风道布置方案下进行了优化,有效降低了发电机热点温升。     

3 MW紧凑型低噪声异步风力发电机电磁及冷却设计

以3 MW高效率低噪声笼型风力异步发电机为例,针对笼型异步风力发电机的发展趋势:高效、低噪声、高功率密度的要求展开工作。介绍了笼型异步风力发电机的电磁和冷却方案的计算过程,通过电磁仿真技术对气隙谐波磁场在转子导条中产生的附加损耗进行了优化,通过流体仿真技术计算通风噪声。最后,根据型式试验数据进行对比和分析。结果表明,电机设计方法可行,电机整体性能较优。     

无功补偿方式在风力发电系统中的分析与应用

风力发电机组大多采用异步发电机,风力异步发电机并网发电时,无功补偿装置工作性能至关重要。本文论述了无功补偿电容器合理匹配,投切电容器开关的合理选择,降低投切电容器的涌流峰值等问题,对风力发电机可靠运行,提高并网发电效率,充分利用风能资源,提高经济效益,具有十分重要的意义。     

大功率鼠笼异步海上风力发电机电磁与温度特性分析

随着国家对新能源行业的大力支持,我国风电机组装机量逐年递增,特别未来几年海上风电将进入蓬勃发展期。目前国内外对笼型异步发电机的研究主要集中在4MW以下的中等功率机型,对于大功率的笼型异步发电机研究较少。针对海上急需大功率、结构简单及维护少的风力发电机,本文设计了一种适合海上的6.1MW大功率鼠笼异步发电机,基于有限元分析方法对该电机的电磁特性和温度特性进行了详细研究,同时提出了冷却系统的设计方案。试制了一台实验样机,样机实验结果基本符合仿真分析结果,验证了电机设计的合理性,对今后海上大功率笼型异步发电机的应用具有极大价值。     

风电机组用发电机

发电机是风力发电机组核心部件之一,不同类型的发电机构成不同类型的风力发电机组。文章介绍了目前各类型发电机的结构特点、应用范围及优缺点,仅供大家参考。     

鼠笼式异步风力发电机定子槽楔电磁力计算

针对磁性槽楔在电机运行中出现故障的实际工程问题,以一台异步风力发电机为研究对象,从其故障产生的原理出发,运用麦克斯韦张量法,求解了磁性槽楔在复杂气隙磁场中承受的电磁激振力的性质.计算考虑了同相槽和异相槽受力的区别,以及正常工况、突然短路工况下的瞬态过程,分析了规律,提出了电机设计建议,具有较高的工作实用价值和参考意义.     

异步风力发电机等值及其短路特性研究

研究了风电场联络线路接地故障时风电场提供的短路电流,从理论上分析了影响风电机组短路特性的主要因素。结合风电场风电机组的布置、接线情况将风电场等值为多台风电机组,利用Jensen模型计算等值风速,并以张家口某风电场为算例,验证了上述等值方法的合理性。针对风电场典型运行方式,以PSCAD/EMTDC为平台仿真研究了风电场投入运行的机组数、输出有功功率,故障类型、故障点对故障特性的影响,仿真结果与理论分析相吻合。     

风力发电系统高电压穿越技术综述

风电在电力系统中占比的逐年递增给电网的稳定运行带来安全隐患,基于此探讨了电网电压骤升时风电系统的高电压穿越能力。以当前兆瓦级中的主流风力发电机型为例,分析了电网电压骤升时风电系统的暂态过程,并探讨了澳大利亚风电并网标准中关于风电高电压穿越的基本要求。在此基础上,总结了目前国内外关于风电系统高电压穿越的技术研究,并进行分析比较,旨在为风电系统高电压穿越技术的应用提供参考。     

垂直轴离网型异步电机风力发电系统控制和能量管理策略

为解决传统离网型小风电系统风能利用范围有限、蓄电池充放电控制不合理等问题,研制了基于垂直轴的离网型异步电机风力发电系统,异步电机发电运行转速范围更宽,通过灵活的控制策略,对有功和无功功率同时进行调节,实现能量双向流动,同时解决机组以及蓄电池的协调控制,且能电动运行,帮助垂直轴风力机实现自启动。发电机采用转差频率控制,在风速和负载变化时通过脉宽调制变换器调节输出功率,母线上的卸荷器辅助完成对蓄电池充放电电流的分段限流控制,共同实现整个系统的功率平衡和稳定运行。对5.5kW样机系统进行了实验研究,结果证明了系统设计和控制策略的正确性和可行性。