采用直流电动机和调速系统的风力机模拟器设计

为了满足小型风力发电技术的研究需要,分析了风力机的运行特性及采用直流电动机转矩闭环控制模拟风力机的可行性,设计了基于直流电动机的小型风力机模拟器,并给出了采用西门子调速系统驱动直流电动机的模拟器实现方案及基于永磁同步发电机的测试系统,进行了实验研究。实验结果表明,所设计的风力机模拟器可以模拟小型风力机的转矩-转速特性和功率-转速特性,为在实验室条件下研究风力发电技术的原动机问题提供了一个实用的解决方案。     

基于直流调速和实时组态的风力机模拟器设计

从研究小型风力发电系统需求出发,为了提高软硬件开发效率及可靠性,本着硬件标准化和软件组态化的原则,设计并实现了基于直流调速系统和实时组态环境的小型风力机模拟器,并进行了实验验证.实验结果表明,该风力机模拟器不但可以较为精准地模拟风力机的静态输出特性,动态响应好,达到不依赖于自然风资源而具有实际风力机特性的模拟效果,而且可以使离线仿真和在线运行统一在MATLAB/Simulink平台下组态和运行,风力机和风速模型及参数调整方便、软件开发效率高,对于实验室研究小型风力发电具有重要价值.     

小型风电提水风力机的研究

提高小型提水风力机的效率 ,减少系统的维护量 ,增加风力机安装位置与水泵安装位置之间的自由度是推广利用风能提水的一项重要工作。阐述了利用风电提水风力机取代传统的机械式提水风力机 ,并采用适当的电控方法 ,确保风电提水系统高效、稳定运行。     

一种小型永磁同步风电系统最大功率跟踪控制方法

通过对新型小型风力发电系统分析,提出了一种最大功率跟踪控制的方法.通过控制新型永磁同步发电机的电磁转矩,间接地控制风力机的机械转矩,使风力机在额定风速以下以最佳尖速比运行,自动跟踪其最大功率点.对系统进行了仿真,结果表明,控制方法是切实可行的.     

小型交流永磁风力发电机设计特点小型风能发电及其发电机(2)

文章分析了小型风能发电装置用交流永磁发电机设计中的特殊性，着重讨论了该发电机分数槽绕组、起动阻转矩及发电机与风力机匹配等问题。     

同轴反桨双风轮垂直轴风力机气动特性分析

对一种新型同轴反桨双风轮垂直轴风力机的气动特性展开研究,采用计算流体动力学方法对双风轮风力机进行了动态分析,并通过求解三维非定常N-S方程,得到风力机的气动载荷,与实验对比验证了该方法的有效性。研究结果表明:当尖速比为4时,同轴反桨双风轮垂直轴风力机下风轮相对于单风轮风力机的功率系数提高0.3%,而上风轮功率系数则提高3.2%;双风轮风力机尾流速度亏损大于单个风力机尾流速度亏损,在风场布机中有较大优势。当尖速比为4时,同轴反桨双风轮风力机内部复杂的涡流变化比较剧烈,其对风力机尾流变化也会产生较大的影响,此外,同轴反桨双风轮风力机内部的叶尖涡变化没有单个风力机内部叶尖涡变化明显。     

一种小型独立风光互补照明装置

介绍了一种小型独立风光互补照明装置的设计。该装置采用风光互补设计,风力发电机选用永磁同步电机作为动力,升力型垂直轴风力机降低了启动风速,并选用LED节能环保照明设备。通过系统测试,证明装置运行平稳。     

旋转风力机的水滴撞击特性与雾凇模拟

寒冷地区的风力机叶片覆冰造成机组停机、安全事故等问题,一直困扰着风电行业的发展。针对三维风力机运行中遇到的过冷却水滴撞击问题,采用拉格朗日法数值模拟了不同环境条件和运行工况下的水滴撞击特性,并在人工气候室内对小型水平轴风力机进行了覆冰试验。数值计算结果表明:水滴碰撞区域主要集中在叶片前缘,沿叶展方向碰撞系数以及碰撞极限均增大;碰撞系数和碰撞区域随着水滴中值直径的增大而增大;风机转速下降或风速上升都会造成水滴的撞击区域整体向压力面移动。数值计算模拟的雾凇冰形与人工覆冰试验结果有较好的一致性。     

基于永磁同步电机的风力机模拟器研究

分析了风力机的输出特性,建立了风力机模型,通过比较风力机和永磁同步电机(PMSM)特性,提出了基于PMSM风力机模拟的转矩-转速控制方案;对PMSM采用i_d=0的矢量控制方案,满足风力机转矩输出特性的模拟要求。该风力机模拟系统应用于离网型变速恒频永磁同步风力发电系统,实现了风力机在不同风速、全转速范围的风力机特性输出,满足了永磁同步风力发电系统进行最大功率追踪的需要。搭建了一套完整的风力发电模拟试验平台,验证了PMSM模拟风力机的可行性。     

单相异步发电机在小风力机中的应用

单相异步发电机有许多优点，最大缺点是电压随负载变化波动很大，对实际使用的带来不少困难，本文提出了单相异步发电机设计特点及其稳压方法，实验结果表明，小型风力机配套发电机单相异步发电机有前途的。     

基于风电机组分群的风电可靠性评价方法研究

为了更好地开展风电机组可靠性评价工作,在分析比较国内外风电机组可靠性评价规程的基础上,提出了对风电场风资源、风电机组群、风电场以及单台风电机组可靠性评价的新办法,在新的评价办法中增加风资源以及风电机组群的可靠性评价指标计算方法。与现有评价规程及评价方法相比,新的评价办法更符合中国目前风电机组发展形势及风电机组可靠性管理特点,同时具有数据处理量小,风电场运行与管理人员工作负担轻的优点。     

基于改进Lissaman模型风电场内增设小风机的可行性分析

提出在已建成的风电场中,通过科学合理地优化布置增设小风机,使风电场的整体发电效益最大。在风电场现有风机已并网运行的基础上,分析在场内间隔中增设小风机的技术可行性。研究复杂地形下风电机组尾流效应对风电场输出功率的影响,建立计及遮挡尾流效应的改进Lissaman模型,构建风速与不同塔筒高度的风机出力之间的关系。该模型具有通用性,可给出任意风电场内增设小风机的优化方案。算例仿真分析结果表明,通过合理规划布置场内小风机,能够有效增加风电场的整体发电效益。     

含大规模风电的电力系统小扰动稳定研究综述

针对风电并网对电力系统带来的小扰动稳定性问题,从对小扰动稳定性的影响和风机附加阻尼控制两方面对该领域的最新进展进行了综述。简述了小扰动稳定性的相关概念,介绍了风电机组的类型和模式。将目前的研究方法归纳为两类:基于确定性方法和概率分析方法,并分析指出了不同类型的风电机组对小扰动稳定性的影响及存在的问题。综合讨论了风机附加阻尼控制器提高系统阻尼的方法,提出了该领域需进一步开展的工作。     

大容量海上风电机组发展现状及关键技术

随着陆上和近海风电资源紧缺,海上风电场选址从近海走向深远海,规模已达吉瓦级,海上风电机组也向10 MW级以上发展.针对大容量海上风电机组,首先阐述了国内外海上风电机组容量、类型及变流器等关键技术的发展现状.其次,对大容量三相和多相化海上风电机组及其遇到的问题和关键技术进行分析,给出了未来多相化海上风电机组的拓扑结构设计和控制策略优化方法.最后,对大容量海上风电机组发展趋势进行了总结.     

Wind Power:Growing with the Demand of Sustainable Development

History review Looking back upon the human history,China is among the earliest countries which make use of wind energy.It started to use the wind energy to pump water for irrigation very long time ago.Since the establishment of the new China,pilot projects of wind energy generation have     

国外特大型风力发电机组技术综述

特大型风力发电机组技术不仅体现了当代电机制造、材料工程、电力电子、自动控制、流体力学和地质气象等领域的科技水平,而且引领着未来风力发电机组设计制造技术的发展方向。文章通过介绍国外6种不同类型特大型风力发电机组的技术特点,分析了设计制造机组关键零部件(如发电机、齿轮箱、叶片和塔筒等)所采用的新技术,总结了风力发电机组技术的发展趋势,比较了不同类型风力发电机组的优缺点,以期为我国风力发电设备及其零部件的研发工作提供参考。     

包含风电场电力系统的小干扰稳定分析建模和仿真

为了研究风电场和电力系统相互作用的稳定性,提出一种用于小干扰稳定分析的风力发电机组的数学模型.应用该建模方法对风电场接入无穷大系统和接入三机系统的两种情况进行了计算,研究了风电场接入系统后影响系统小干扰稳定性的因素.算例分析表明,与风电机强相关的振荡模式有着很好的阻尼;与电力系统相连时,风电场对与大系统中其它同步发电机强相关的振荡模式影响很小.该建模方法为包含风电场电力系统的小干扰稳定分析提供了理论依据和实用工具.     

磁悬浮无摩擦双转子发电机

通过实验设计了一种立式磁悬浮无摩擦风力洋流发电机组。它是由发电平台中心轴,风力涡轮机,水轮涡轮机三个部分组成,风力涡轮机耦合连接发电机的内转子,水轮涡轮机耦合连接发电机的外转子,在风力、水力的作用下,这两个涡轮机绕发电平台中心轴做相互逆向旋转,带动发电机的内转子和外转子逆向旋转发电,将产生1+12的发电效果。发电机组设计可大可小、可单独使用,也可有多个组合进行阵列式开发、可固定式的、也可半潜船漂浮移动式的、可建立在任何有风能、有水流的江河湖海等地,也可矗立在大漠风暴之中。它可以制式化地大规模生产,使大规模开发利用风能和水能成为可能。     

南海诸海岛风能资源评估及其风机选型

针对南海亟待发展风力发电、支持海岛开发建设的需求,搜集整理东沙、西沙、南沙共6处海岛气象数据进行了风资源评估和风机选型。运用双参数Weibull分布评估了各站点的风资源情况,结合多种小型风力发电机组的风速功率输出特性曲线,估算了不同风力发电机组的容量系数;还结合基于广义Pareto极值分布模型的跨阈法,利用极大似然估计法计算各站点五十年一遇最大风速。分析结果表明,南海风资源分布和最大风速均具有显著的地域性特征,位于南海南北两侧的东沙岛和人骏滩风资源条件优越,而中部的永兴岛、珊瑚岛、太平岛和南子岛风资源相对贫乏;此外,受热带气旋纬向活动规律影响,最南沿人骏滩的五十年一遇最大风速仅为35 m/s,远低于其他岛礁。     

并联永磁同步风电机组小干扰稳定性分析

采用平均磁链定向控制多台永磁同步风电机组进而构造分频发电系统是未来陆上尤其是海上风电的汇集方案之一,但对该模式下多台风电机组间稳定性的研究鲜有文献涉及。针对此问题,基于特征值分析法,研究了平均磁链定向控制的永磁同步风电机组之间的小干扰稳定性。首先,基于高压大容量直驱式永磁同步风电机组的分频集电系统拓扑结构,建立了适用于小干扰稳定分析的风电系统的数学模型;其次,通过辨识振荡模态并分析模态参与因子确定了影响系统振荡的主控因素,通过绘制根轨迹分析了主控因素参数变化对系统振荡的影响,并发现系统振荡受发电机电感、电阻和直流电容参数的影响最大;最后,通过时域仿真验证了研究结论的正确性。