风力机输出特性的实验室模拟

为了满足高校“风力发电”课程实验教学的需要,本文以西门子S7-300PLC和S120变频器为核心,构建了风力机输出特性的实验室模拟系统。通过在S7-300PLC中实现风力机模拟算法编程,使S120变频器按照风力机的输出特性对电动机的转矩进行控制。稳态和动态实验结果验证了风力机模拟的有效性。     

基于dSPACE的风力机模拟研究

为了实验室风力发电研究的需要,研究了一种基于dSPACE和直流电动机的风力机模拟方法。分析了风力机的运行特生,给出了风力机的直流电动机模拟控制方案,并建立了软硬件实验平台,实验结果验证了该方法的可行性。     

大型风力机的噪声源产生机制实验研究

近年来,风力发电在国内得到了快速发展,但大型风力机产生的噪声也引起了广泛关注。该文通过远场传声器测量法开展了大型风力机噪声实验,研究了风力机的主要噪声源位置及产生机制。结果表明,在风力机的来流风的下游方向、风力机风轮叶片平面方向的噪声较大,存在声压级峰值的纯音基频和倍频,表明风力机的主要噪声源是叶片尖端气动噪声和风轮后面的机械噪声。最后指出了对这些主要噪声源进行有效控制的一些措施。     

Vacon变频器在风力机模拟器中的应用

为了加强风力发电技术的研发能力，我风力发电实验室采用Vacon NX变频器设计了一套实验室用风力机特性模拟装置一风力机模拟器（WTS）。该装置可以在不依耐于自然环境和风力机的情况下模拟风力机特性，可以模拟不同特性的风力机，并且能任意设定风速的变化曲线，方便了实验室对风力发电系统的研究。模拟器根据风力机数学模型计算出一定风速下的参考转速或参考转矩，将转速或转矩指令传给Vacon变频器来拖动异步机工作，带动后续的风力发电机工作，达到模拟真实自然界中风力发电系统工作特性的效果，为现场工作中的最大功率跟踪以及系统的稳定性研究等打下了良好基础。     

风力机功率控制器的研究

MPPT（Maxmin Power Point Tracking）控制方法在风力机功率控制器中处于核心地位,其控制策略的优劣影响整个系统的输出特性。本文构建了风力发电系统仿真模型,深入研究了风机输出特性,在此基础上对以往MPPT控制方法的改进提出自适应变步长控制策略,使其能够应用于小型风力发电系统中。     

风力机叶片翼型改进方法的研究

以最大相对厚度较小的某风力机新翼型为研究对象,拟对其进行结构改进。利用FLUENT软件计算了该翼型吸力面和压力面上沿来流x方向的切应力,据此找到了吸力面边界层分离点,以此点开始对翼型吸力面沿后缘点进行适当加厚,并对修改前后的翼型进行了气动特性对比分析。结果表明：从翼型压力面边界层分离点到后缘点对翼型进行适当加厚处理,对其气动性能影响不大,却可改善风轮的结构动态特性,为满足工艺需求,在叶片实际加工中对后缘部分进行适当加厚处理是可行的。     

基于空气动力学的风力机优化设计

随着经济的不断发展,能源的不断利用,国家号召节能减排,风力发电机的出现,减少了电力企业的负担,风力发电机将风能转化为电能,提高可再生资源的利用率。本文通过对空气动力学进行概述,并对风力机分类及发展结构进行具体分析,对基于空气动力学的风力机优化设计进行研究。通过对空气动力学的不断研究,使其在风力机进行运转过程中减少风轮及传动系统的负担,提升风力机的运行效率。     

风机模拟实验平台的研究

为了在实验室里完成对风力发电系统的研究，设计了一套以感应电机模拟风机的实验平台。文章首先分析了风机运行的原理，用特性曲线描述了功率、转矩特性。然后讨论了异步电机的控制方法，基于矢量控制，通过对异步电机转矩与转速的控制，使其按照风力机的特性运行。设计了基于DSP TMS320LF2407控制芯片的控制系统，最后给出实验结果，对风速变化及机组转速变化两种典型运行条件下的风力机运行特性进行了模拟实验，实验结果与理论数据基本一致。     

基于垂直轴双馈风力发电系统的仿真研究

以垂直轴风轮（VAWT）和双馈感应发电机（DFIG）为研究对象,建立了包括风力机模型、传动系统模型和双馈电机模型的垂直轴双馈风力发电系统的数学模型及结构,采用双馈电机定子磁链定向前馈解耦控制,使得电机的有功分量和无功分量可以分别得到控制。运用Matlab/Simulink建立了系统仿真模型,对定子磁链定向前馈解耦控制策...     

大型风力发电机组的防雷保护综述

随着风力发电机组单机容量的不断增大,风机轮毂高度和叶片高点也在不断增高,在旷野、山顶和沿海地区,风机遭受雷击的概率非常大。从各风场反馈的情况来看,雷击不但是造成风机故障停机的重要因素,甚至直接影响风电场的安全运行。本文首先从雷电的破坏机理和形式入手,对雷电的防护区域进行了划分,并提出了风力发电机组的防雷保护设计原则和防雷系统工程方案;而后对风机整机系统的防雷保护进行了系统的分析,并提出了具体的防雷保护方法。     

风力发电机组变桨系统设计初探

在大型风力发电机中,为了追求高的风能利用系数和不断优化的输出功率曲线,变桨距型风力机已经显现出越来越大的优势。本文以国电电力太仆寺旗蜗牛山风电厂3MW风电系统为研究背景,对电动变桨技术进行研究,分析了电动变桨系统的构成、运行状态,并提出了一种控制策略。通过仿真,建立了电动变桨系统的模型,并验证了控制策略的可靠性。     

多电平变流器在大功率风电系统中的应用

在分析多电平变流器在大功率风电系统中应用的优势基础上,介绍了二极管钳位式多电平、飞跨电容式多电平、级联型多电平、Boost-TL、VIENNA、有源中点钳位式多电平这六种结构在风力发电系统的应用。文章最后对这六种拓扑结构进行了比较和总结。     

双馈型风力发电机变流器控制技术研究

本文以双馈型变速恒频风力发电系统的运行与控制为主题,从理论到实验进行了全面、深入的研究;设计并构建了一套完整的1650kW双馈型变速恒频风力发电实验系统,完成了变速恒频发电机运行试验、空载并网实验、变流器运行实验等一系列实验内容。丰富、详实的实验研究结果,验证了本文理论研究的正确性。     

一种全功率风力发电变流器关键技术研究

风力发电机类型很多,本文选择了几种风力发电系统的结构进行了对比,给出了一种不控整流器加BOOST升压加PWM逆变的全功率风力发电变流器的原理、设计中采用的关键技术及试验结果。     

风力发电机组的电气控制

本文综述风力发电机组的电气控制。在简述风力涡轮机特性的基础上,介绍恒速发电和变速发电的特点和应用场合,重点是基于同步发电机的“直接在线”发电和基于绕线异步机的“双馈”发电系统,以及桨叶倾角控制系统。作为对未来的展望,最后介绍一种新型锥形转子风力发电机组的设想。