大型风电机组仿真实验台研究

大型风电机组的运行与维护是风能与动力工程及相关专业学生必须进行的实践环节。针对风电场环境恶劣,且风险性大的问题,在实验室构建大型风电机组仿真实验台就变得很有必要。论文以兆瓦级双馈式风电机组为仿真对象,缩比设计大型风电机组仿真实验台,使其满足启停、偏航、变桨、并网、安全链等仿真功能。通过机械装配过程仿真、运动仿真及电气仿真,使学生熟悉风电机组的机械结构和电气结构,并且更加深刻地理解风电机组的工作过程,解决了以往实习和实验不方便的问题。     

基于SVG的风电场无功补偿经济运行方法研究

针对双馈风机风电场无功功率平衡和电压稳定问题,由风电场母线电压控制点的电压偏差推算出风电场的无功功率需求,基于风机自身、输电线路、箱变等在内的风电场有功损耗最小的风电机组无功分配策略。根据风机和SVG无功补偿装置的无功补偿能力,考虑风机无功出力不足时,建立了基于风机与SVG协调无功控制方案。通过仿真和试验结果验证了该方案的可行性,与传统等无功容量比例分配相比,该方案能减小风电场网损、提高发电量,实现风电场的经济运行。     

考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但对配电网传统运行模式带来挑战。为解决其经济稳定运行难题,提出了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。其中,无功预测层利用物理和统计方法组合预测单台机组未来无功输出能力;无功整定层针对有无无功补偿设备,提出风电机组基于电网无功缺额降出力的自身补偿和多时间尺度协调离散补偿设备、静止无功发生器(SVG)与风电机组共同补偿配电网无功需求方法;无功分配层基于风电功率预测无功功率信息,考虑风速波动性,按照优先级动态筛选风电机组,调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。工程算例证明了所提策略可以有效提高电压支撑能力,减小风电场损耗。     

永磁外转子风力发电机的逆变并网特性

为了提高风力发电机并网运行性能,提出一种符合大功率直驱并网永磁风力发电机要求的变流器电路拓扑结构.针对现有永磁直驱风力发电系统并网方案,设计了不可控整流、升压斩波、正弦脉宽调制SPWM逆变电路的控制方案,并对电路中升压斩波电路和SPWM逆变控制系统结构进行了重点分析.采用Matlab/Simulink软件进行系统并网仿真,结果表明,该控制方法可满足风力发电机运行的需要,证明了该方法的可行性和正确性.     

基于有限位置集锁相环的永磁风力发电机转子位置估计方法

针对风速突变时,同步参考系锁相环(SRF-PLL)估计永磁同步发电机(PMSG)转子位置存在响应速度慢及跟踪精度低的问题,提出一种基于有限位置集锁相环(FPS-PLL)的转子位置估计方法。将某一时刻的转子位置离散出多个位置信息,结合滑模观测器和设计的反电动势代价函数计算评估反电动势准确提取实际转子位置。该方法省略SRF-PLL的PI整定过程,并增强了抗风速突变的系统扰动能力。仿真和实验结果表明:在风速突变下能够快速跟踪转子位置和转速信息,转速跟踪整定时间减少42 ms,位置误差在0. 03 rad以下,具有良好的动静态性能及更高的估计精度。     

世界风电设备制造信息

简要叙述了世界各国主要风电设备制造技术信息,包括风电发展情况、各制造商的主要机型及参数列示,以及为风电设备配套的部件供货商情况。     

基于状态空间的前馈风扰动模型预测变桨距控制器设计

针对如何减小风扰动对双馈风电机组动态载荷影响的问题,采用基于状态空间的风扰动前馈模型预测控制算法,进行变桨距控制器设计。以3MW双馈风电机组为例,通过AeroDyn、FAST和MATLAB三个仿真工具建立联合运动仿真集成环境,仿真研究结果表明基于状态空间的风扰动前馈模型预测控制算法在减小风电机组传动链扭振、叶片挥舞和塔筒前后摆动幅值方面效果明显,证明了算法的有效性。     

基于阻尼滤波的大型风电机组柔性振动控制技术

主要针对如何减小机组载荷,增加阻尼的柔性振动控制技术进行研究.首先分析了引发大型变速变距风电机组振动的原因和各振动的激励源所在;然后针对1.5MW SUT-1500机组的设计进行可能存在的振动情况分析,并进行桨距、转矩阻尼滤波PID控制器的设计;最后在Bladed软件中进行仿真验证,得到塔架振动控制、传动链扭曲振动控制的有效方法.     

固体电热储能系统热变形分析与结构优化研究

为了解决固体蓄热装置中蓄热模块在温度载荷下容易发生热变形,导致蓄热体结构不稳定甚至坍塌问题,采用弹性力学理论对温度载荷下蓄热体的热变形量及热应力进行理论推导,利用数值模拟方法分析了不同占孔比、不同进口空气温度以及固定约束对蓄热体热变形及温度分布的影响,并搭建试验平台对数值模拟结果进行验证。研究表明:进口空气温度越高,蓄热体热变形越大,进口空气温度为950℃时最大变形率达到1.73%;相同工况下,20%占孔比蓄热体热变形量最小、温度分布均匀;固定约束位置出现热应力集中现象,最大热变形出现在蓄热体顶部。     

变速风电机组仿真用数学模型研究

针对变速风电机组仿真用数学模型进行了研究。介绍了变速风电机组各种发电机的仿真数学模型以及机组运行控制策略、发电功率输出控制策略和电网负荷等建模。该模型能对风电机组设计起到指导作用。