风电机组低电压穿越能力测试中的风机故障

近年来,我国风力发电装机容量不断增长,大规模风电并网对电网的影响日益受到重视。低电压穿越能力是风电机组并网特性的重要考核指标之一,该文详细分析了目前风电机组低电压穿越能力测试所依据的标准,就标准中对风电场及风电机组低电压穿越性能的具体要求进行了分项阐述,在此基础上总结了已开展的现场低电压穿越测试中风机发生的种种故障及其原因,证明了同样机型的风电机组测试性能存在差异,而且现场试验证实了风机零部件故障也成为影响风机低电压穿越性能重要因素。     

风力发电机大风限速保护方法的研究

小型风力发电机面临的最大难题是其可靠性问题,即大风时的限速保护问题.从能量守恒的角度分析了利用风轮与发电机的功率匹配特性实现风力发电机限速保护的可行性.另外,设计了2台风轮与发电机具有不同匹配特性的300 W/26 V风力发电机,为了使其具有可比性,使用了同样型号的发电机.通过实验测试了风轮的机械输出特性、发电机在输出电压不同时的功率特性和整机的功率输出,实验结果表明,风速12 m/s以下时2台风力机输出功率基本相同,风速12 m/s以上时其中1台随着风速的增加功率不断增加,而另外1台随着风速的增加输出功率不再上升,甚至有点下降,与大风机功率特性相似.     

Connecting Wind Turbine Generator to Distribution Power Grid--A Preload Flow Calculation Stage

A distribution grid is generally characterized by a high R/X （resistance/reactance） ratio and it is radial in nature. By design, a distribution grid system is not an active network, and it is normally designed in such a way that power flows from transmission system via distribution system to consumers. But in a situation when wind turbines are connected to the distribution grid, the power source will change from one source to two sources, in this case, network is said to be active. This may probably have an impact on the distribution grid to whenever the wind turbine is connected. The best way to know the impact of wind turbine on the distribution grid in question is by carrying out load flow analysis on that system with and without the connection of wind turbines. Two major fundamental calculations： the steady-state voltage variation at the PCC （point of common coupling） and the calculation of short-circuit power of the grid system at the POC （point of connection） are necessary before carrying out the load flow study on the distribution grid. This paper, therefore, considers these pre-load flow calculations that are necessary before carrying out load flow study on the test distribution grid. These calculations are carded out on a test distribution system.     

双馈风力发电机组并网控制策略及性能分析

为了实现双馈风力发电机组无冲击电流并网,基于电网电压定向矢量控制技术,提出了一种考虑转子电流动态调节特性的双馈风力发电机组空载并网控制策略。基于Matlab/Simulink仿真平台,建立了双馈风力发电机系统及其并网控制的数学模型,并对不同初始运行转速的双馈风力发电机组的自动并网运行特性进行了仿真。仿真实验结果证明无论初始转速为同步转速,还是超、亚同步转速,利用提出的并网控制策略,双馈风力发电机组能很好快速地建立定子电压,并网过渡过程定子电流基本没有冲击。     

发电机故障时海上风电机组动态特性分析

以海上风电机组为研究对象,建立了风电机组模型,以湍流风和随机波浪作为输入条件,考虑重力载荷、空气动力载荷、惯性力载荷和波浪力载荷的影响,基于FAST软件仿真发电机故障时风电机组的运行过程,并研究了发电机故障时变桨速率对风电机组载荷的影响规律.结果表明:故障对风电机组叶片危害严重,发生故障时受惯性力增大的影响叶根处轴向力发生突变,叶根处受力最大;采用主动控制变桨-顺桨对叶片进行卸载,变桨速率对叶尖位移有重要影响.     

基于弱磁控制的5.5MW风力发电机组过载性能的研究

为进一步提高5.5 MW高速永磁风力发电机组（WTGS）电气系统的过载能力,在建立弱磁控制数学模型的基础上,详细研究基于弱磁控制的5.5 MW WTGS过载性能。根据当WTGS遇到阵风时,风机无法及时回桨导致风机超速过载的特性,本套电气系统采用了弱磁控制。利用弱磁控制可以及时调节永磁同步发电机（PMSG）定子电流的优点,既提高输出功率和增加转速范围,又降低过载时过电压、过电流对WTGS电气系统的危害。通过某5.5 MW WTGS电气系统的过载试验,验证了在高速永磁类风机的过载性能方面弱磁控制有明显的优势。     

利用回热抽汽控制参与风电系统调频方法研究

随着风力发电在电力系统中发电比例的提升,风速的波动性所带来的风功率的随机波动性给电力系统调频带来了新的挑战,在不增加系统装机容量的前提下,如何提高现有火电机组的调频能力应对大规模风电并网具有较重要的意义。本文通过对再热式汽轮机的并网运行进行了仿真研究,证明了汽轮机在带负荷运行中,回热系统的抽汽量变化会影响汽轮机的功率,回热系统的抽汽效应对汽轮机频率调节有显著影响。并且,本文还重点讨论了低风速风电功率欠发时,火电机组处于高负荷运行工况下,回热系统抽汽效应对汽轮机频率调节的影响。因此,在高渗透率风电的电网系统中,通过调整回热抽汽量是一种能够提高汽轮机调峰调频出力的可行方法。     

风电场风力发电机组塔架基础设计研究

基于广东徐闻洋前风电场工程,对风力发电机组塔架基础设计进行研究。通过合理的设计优化,在基础形式、桩型、稳定性等方面采用了独特的思路和新工艺。     

一种用激光方法改进风机对风精度的研究

功率曲线是风力发电机组的设计依据,也是考核机组性能、评估机组发电能力的一项重要指标。结合目前已经出现的功率曲线问题的综合分析来看,风机对风精度是影响功率曲线的关键因素之一。现今的风机基本都是利用风向标来进行风机对风。文章通过对现在大量使用的风向标与风机找零方式进行分析研究,提出了一种不受天气、光线影响,更加精确、方便的风向标与风机之间的找零方法,提高了风机对风精度,大大改善了风机的功率曲线。     

碳纤维复合材料在风力发电机叶片中的应用

为了降低风电单位成本,风机功率不断提高,随之叶片长度也不断增加,使碳纤维在风电叶片中的应用成为必然。介绍了碳纤维在风电叶片上应用的优势和不足,以及解决的技术途径。     

海冰载荷作用下海上风力机TMD减振研究

为保证桩柱式海上风力机塔架结构稳定和系统运行安全,提出安装于机舱内的调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD),以减弱海冰与湍流风联合作用环境下的风力机振动。基于多体动力学开源仿真软件(FAST),通过计算并分析NREL 5 MW海上风力机风-冰联合作用下塔顶振动特性,发现TMD控制对前后向的塔顶位移及塔基剪切力影响较小,但可以有效降低侧向的塔顶位移及塔基剪切力,降低幅度分别达39%与52%。同时,塔架一阶固有频率处的响应降低64%与90%,说明TMD装置能有效减弱风力机振动,保护风力机安全。     

基于风电机故障的电力系统运营风险评估及保险转移的研究

风电机故障导致的系统电力缺额会给系统运营带来经济损失,目前由系统运营部门承担。为实现风险转移,建立了风电场风电机故障概率出力模型,并考虑了风电场风电机故障下电力系统运营的风险,通过对风电机故障条件下电力系统的蒙特卡罗抽样仿真,计算了不同负荷条件下电力系统运营调度的经济风险,并制定相应的保险转移机制。为全面评估风电的经济价值和风电场的规划设计提供了参考,并为风电场风电机故障风险转移提供了一种可供选择的方法。     

Impact of Wind Power on the ATC Values in Hydro-Dominated Power System

The wind power generation is increasing in many countries as a result of decreasing technology costs, active government policies for renewable energy sources, environmental concerns, etc.. This paper investigates the impact of wind power generation on ATC （available transmission capacity） calculation. In order to determine the maximum incremental MW transfer possible between two parts of a power system without violating any specified limits, ATCs are calculated. When calculating ATC values, it is necessary to assume production and consumption pattern in power system. Production of wind power depends on the wind speed, which is a random variable and it is impossible to forecast exactly the production of wind power that is needed for the ATCs calculation. In order to investigate influence of the stochastic wind power production on the ATCs value, computer model of Croatian electric power system is made in Power World Simulator. ATCs are calculated for southern part of Croatian power system in which besides wind power, hydro power plants are only type of power generation. Available wind speed measurements are used as input data for wind power production. The results of the ATC calculation for different scenario of wind power production and location in the Southern Croatian power system are presented and discussed in the paper.     

风电机组发电机轴颈磨损在线镶套修复工艺

风电是实现碳达峰、碳中和目标的重要能源形式。风电机组运行一段时间后,其发电机轴的轴颈容易出现磨损。为实现轴颈的高效可靠修复,提出一种在线镶套修复工艺。该工艺对磨损的轴颈进行车削,随后将轴套安装于轴颈上,使二者过盈配合。对修复工艺进行了介绍,重点计算了镶套过程的关键工艺参数,确保修复后的轴颈的尺寸精度满足要求。工程应用表明,该工艺可以在短时间内修复磨损的轴颈,效率高、质量好,有助于提高风机的发电量和风场的经济性。相关研究成果可为我国风电行业的健康发展提供参考。     

金紫山风电场风机基础沉降观测与资料分析

结合金紫山风电场工程,介绍了金紫山风电场风机基础监测具体方法、监测时间和密度及监测数据分析。分析结果表明：风机基础在最初时期,由于风机基础本身自重、回填土重量、风机塔筒及风机机舱垂直荷载,呈现出下沉状态。沉降经过一段时间后,下降趋向稳定,风机基础沉降主要与主风向呈有规律变化,与主风同向的监测点上升,与主风反向的监测点下沉。     

双馈风电机组接入地区电网后的电压稳定分析

利用PSASP软件的UPI接口程序模块．在PSASP中建立了双馈风电机组模型,以两个实际的地区电网为例,研究双馈风电机组接入地区电网后对电网电压的影响,结果表明：双馈风电机组提高了地区电网的静态电压水平：双馈风电机组在故障后能够减少系统所需的无功储备,从而有利于地区电网的电压稳定;风速的波动对地区电网的电压有影响,但一般不会影响其暂态稳定性。     

基于DSP的风力发电机多点温度监测系统设计与实现

针对风力发电机组运行环境恶劣,需要对风机的塔底控制柜和机舱控制柜等关键部位进行多点温度采集,根据单总线多点温度监测系统的设计方案,采用TMS320F2812数字处理器为核心,设计开发了基于CAN总线的在线温度监测系统。将该套系统应用于东北某风力发电厂后发现系统的稳定性、实时和可靠性较好。     

某风机现场风轮吊装方案叶片的安全性研究

文章就2MW风机采用吊装叶片起吊风轮的方案对叶片安全性进行了详细分析,同时对吊装方案进行了试验验证,并对吊装提出需要注意的事项。     

Financial Appraisal of a Small Scale Wind Turbine with a Case Study in Ireland

This research seeks to evaluate the economic benefits to be gained by installing a small-scale wind turbine for a customer with a three-phase electrical supply requirement. The evidence for the claims made in this paper is obtained by using actual data obtained from the installed equipment over a three year period. The objective is to accurately appraise the financial investment using real data. There appears to be limited studies conducted into this type of research, possibly because the renewable energy sector is in the infancy stage in the host country, Ireland. There are some wind energy installations with financial appraisal techniques based on modeled data, which may, or may not, be accurate. The study concludes by claiming that the financial benefits of the wind energy turbine installation had disappointing results when compared to predicted benefits based on modeled data.     

聚风导流型立轴风力机设计及气动性能分析

针对传统的立轴风力机风能利用率低的问题,应用正交优化法和流场数值模拟技术对聚风导流型立轴风力机的结构设计参数进行了优化设计。在同尺度下与传统立轴风力机进行了对比分析。结果表明,聚风导流型立轴风力机叶轮的输出功率、风能利用率及自启动特性均得到了显著提高。