一种新型风力发电系统

瑞士开发出了一种新型风力发电系统 ,可大幅度减少发电成本。据介绍 ,新型发电系统的高压发电机产生的高压电流 ,通过新型直流变压系统处理后即可直接输入普通电网 ,无需再通过普通变压器进行变压处理。据测算 ,新系统可以将风力发电站的发电能力至少提高 2 0 % ,每kW·h的发电成本将从目前的 0 .3～ 0 .4瑞士法郎 (1美元约合 8.95瑞士法郎 )降至 0 .2～ 0 .2 5瑞士法郎一种新型风力发电系统     

德国第一座海上风力发电装置建成

德国第一座海上风力发电装置近日建成投入使用。这座海上风车位于德国北海博库岛以北约45km的"阿尔法范土斯"近海风力发电场,该发电场计划建造12座类似的风力发电装置。负责这个项目的是德国海上风力发电试验场和基建有限公司(DOTI),它是德国能源巨头RWE、Eon和Vattenfall共同出资的合资公司。这座海上风力发电装置高达180m,发电功率为5MW。未来"阿尔法范土斯"近     

双风轮风电机组的主动共振穿越控制研究

高柔塔双风轮风力发电机组能够打破传统单风轮风电机组的风能利用极限,提高低风速地区的风能利用效率。高柔塔的固有频率位于风电机组的运行转速范围内,故而存在速度禁区。在风电机组正常运行控制的基础上,提出了一种共振穿越控制算法,防止风电机组叶轮在运行过程中与塔筒产生共振。该算法通过坎贝尔图找到共振区间,在最优转矩控制的基础上增加转速控制,实现快速共振穿越。在SIMULINK软件上开发的简单风电机组模型上针对稳态风和3种不同湍流强度场景进行了大量仿真试验,观察共振穿越算法的有效性和准确性。仿真结果表明,该算法在以上场景下均能实现准确的共振穿越。     

新型双功率流风力发电系统控制策略

基于电气无级变速器及带有电池储能装置的双功率流风力发电系统是近年提出的一种新型风力发电系统结构.文中提出了该系统的整体控制策略,以控制风力机、电气无级变速器电机、电池及电网之间的能量流动.首先,提出了基于定子侧变频器的最大风能跟踪控制策略,同时提出了当风速高于额定值时风力机的变桨距控制策略.然后,基于内转子侧变频器,提出了离网和并网2种情况下不同的控制策略.电池储能装置的应用可使系统根据电网需求调节输出功率,平缓风能波动,同时通过控制可稳定定子与内转子之间的背靠背变频器的直流侧电压.基于电气无级变速器电机的数学模型和控制策略,建立了整个系统的仿真模型,仿真结果证明了针对此新型双功率流风力发电系统提出的控制策略的有效性.     

基于永磁双转子电机调速的新型风力发电系统设计

提出一种新型风力发电系统,风力机与发电机之间采用永磁双转子电机调速,与电网连接的最后一级采用常规同步发电机,它克服了双馈和直驱风力发电系统的缺点,具有常规同步发电机的电能质量和优秀的并网能力。永磁双转子调速电机具有双机械端口、单电气端口,从而可以实现电能和机械能的同时传递与调节。详细介绍了永磁双转子电机的工作原理,依据永磁电机的基本电磁关系,推导并建立了双转子电机的数学模型。根据在风力发电系统中风力机的工作状态,提出了双转子电机的控制策略。仿真和试验结果表明了理论分析的正确性和设计的可行性。     

双馈风力发电矢量控制电流环参数特性分析

基于dq坐标系模型的矢量控制是双馈风力发电中应用较广的控制策略,但一般都按照并网前和并网后2种模式进行研究。文中建立了并网前后的双馈电机统一数学模型,并将控制器与双馈电机转子方程统一为一个4阶模型。详细分析了转子电流环控制参数对系统控制性能的影响,提出了控制参数的设计原则和方法,最后通过仿真验证了这种方法的有效性和实用性。     

双馈风力发电转子侧PWM变换器功率控制策略

根据双馈感应电机(DFIG)的数学模型,详细论述了双馈风力发电系统功率控制原理,分析了转子侧PWM变换器对定子输出功率的控制作用。转子侧PWM变换器采用按定子电压定向矢量控制策略,在实现定子输出有功、无功功率解耦控制的同时也能平滑地调节定子侧功率因数。MATLAB软件的仿真结果和所搭建双馈风力发电系统试验平台的试验结果均验证了控制方案的正确性和可行性。     

内陆风力发电场风机布置方法探讨

提出风电场风机布置的原则.认为不同地理环境条件、风资源条件、地区经济状况都会对风机的布置方案产生影响.对内陆风电场和沿岸滩涂风电场设计中风机布置技术和经济进行了分析比较,并对内陆风场的风机布置提出了一种新的行列距组合选择原则.     

风力发电机组对称短路特性分析

在电力系统分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立风电机组及电力系统模型,包括固定转速风电机组和双馈变速风电机组。设置靠近风电场的三相对称短路故障,对风电机组对称短路特性进行理论与仿真分析,比较了不同类型风电机组与相同容量同步发电机组的短路电流波形。以某区域电网为例计算了风电场接入前后其附近母线短路电流,计算风电场接入后使得短路电流增加的百分数,以确定风电场对系统短路电流的贡献。理论分析和仿真结果表明,风电场对并网点附近节点的短路电流有较大影响,在选择风电场附近的电气设备以及对其进行热稳定性校核时,需要考虑风电场对系统短路电流的贡献。     

风电场机型选择中的技术经济评价指标

风机的选型直接关系到风电场建设项目的投资效益,甚至投资成败,通过对风电场资源条件及各型风机技术性能的分析,提出了对风电场进行整体技术经济分析的"技术经济评价指标"。以"技术经济评价指标"分析不同风机对风电场场址的适应性和性价比,分析了影响风机机型选择的各项因素。可用于风电场前期机型选择或风机设备采购评标工作。     

基于风力机特性的风电机组潮流计算

在风力机特性方程和异步发电机的稳态等值模型基础上,建立了基于风力机特性的风电机组潮流计算数学模型。考虑风力机特性方程中的风力机机械力矩和发电机电磁力矩平衡,将风电机组引入处作为功率可变的PQ节点,异步发电机则作为RX等值电路模型,进行了风电机组的潮流计算。该方法引入定子电压,定子电流和转子滑差的修正量,将风力机特性方程中的风速、风能利用系数、尖速比等相关参数引入到潮流计算过程中,通过与常规的牛顿-拉夫逊潮流计算相结合,修正相应的雅可比矩阵来完成,从而保证了潮流计算迭代过程的完整性。该模型既具有传统风电机组RX模型的优点,又可以保证牛顿-拉夫逊方法的平方收敛性。最后,通过2个算例进行了潮流计算,证明了其正确性。     

Influence of wind turbulence on yaw‐control gears in wind turbine

This paper describes the influence of wind turbulence on the yaw‐control gears of the nacelle in a wind power station. The site is located on Tappi Cape in Aomori prefecture, where major wind turbulence occurs due to the strong western wind and the steep slope of the cape. This paper discusses two adjacent wind towers out of a total of eleven and clarifies the influence of wind turbulence on the leeward wind power generator. Measurements showed that the turbulence and the standard deviation frequently exceeded IEC Wind Turbine Standards. Consequently, the torque applied to the yaw‐control gears oscillated with a short time period and its magnitude was frequently greater than 4.8 ton‐m (47 kN‐m), regarded as the metal fatigue limit. By a method in which the output of the wind turbine generator is controlled, the magnitude of the oscillating torque can be reduced below the limit of material fatigue. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 176(4): 15–25, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21141     

风电消纳能力分析方法的研究

为了提高风电的消纳能力,提出了一种考虑调峰时段限制风电出力的新的风电消纳能力计算方法。该方法通过电网调峰困难时期允许少量弃风,保证更大的允许装机总量,因而非调峰困难期可获得更大的风电发电负荷。与不限制风电出力时消纳能力的计算方法相比,该方法实用、能够大幅度地提高风电接纳的能力,并且可灵活地应用于各种经济运行指标考核下的风电接纳能力计算。通过实际的算例验证了新方法的准确性,证明了该方法对电网规划及提高风电消纳能力具有指导意义。     

黑龙江地区风电出力特性分析

黑龙江地区风力资源丰富,技术可开发总量居全国第三位。由于其地理位置的原因,黑龙江地区风电出力大发时期多为冬季,这与冬季供热期电网调峰能力不足构成矛盾,致使冬季弃风较为严重。掌握风电出力特性是解决这一问题的基础。针对黑龙江地区的风力资源特点,通过收集、整理不同区域风电场10min采样间隔的大量实测数据,利用数理统计的方法,从常见样本数字特征、描述形态的样本特征值以及同时率、爬坡率、峰谷差等其他描述性指标对风电出力特性进行了描述,然后利用样本数据的频数直方图、QQ图与箱线图对风电出力的分布特性进行了详细分析,以期通过风电出力的描述与分析为黑龙江地区未来的风电开发与发展提供一定的参考。     

中压并网风电整机测试平台研制

风力发电产业的快速发展亟需稳定可靠的风机产品。风机测试平台作为一种风机研发设计和性能质量检验手段而倍受业内关注。论文研发设计了最高容许测试容量为3．6MW的整机全功率测试平台,其采用了10kV中压并网电压和中压矩阵变频器,消除了常规测试台低电压并网的大电流弊端,并提供了中压机组测试条件。文章重点讲述了此中压并网测试平台...     

A study of generator system selection for large wind turbine generator system

This paper focuses on selection of wind turbine generation systems that include generators, converters, and gears. We study three systems: a permanent magnet generator (PMG) system, a doubly‐fed generator (DFG) system, and a synchronous generator (SYG) system in terms of the system efficiencies and running costs. The system efficiencies and running costs are calculated by considering the relationship between wind power and wind conditions. According to these results, the one‐step gear PMG system is the best choice for a large wind turbine system. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 161(1): 51–57, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20506     

基于Hamilton能量理论的海上风电场双馈机群分布式互补控制

针对2个海上风电场中双馈风电机群的控制问题,基于Hamilton能量理论,提出了一种分布式互补控制策略,该控制策略不仅能够保证单个机群内风电机组的同步运行,而且可以使2个机群之间实现输出互补。对双馈风电机组单机模型进行Hamilton实现,获得端口受控耗散Hamilton模型;研究2台风电机组的互补控制问题,基于能量成型的方法设计Hamilton能量控制策略;提出2个风电机群间的分布式互补控制策略,使得2个风电场分别保持同步运行,且它们之间的输出之和及有功输出之和均能保持恒定,即实现输出互补。通过仿真验证了风电机群分布式互补控制策略的有效性。