CDR风力发电机多领域耦合动态建模及全工况分层协同控制

针对一种串列式双叶轮(CDR)风力发电机,基于自由涡尾迹理论提出前后叶轮串列式布局下后叶轮入流风速建模方法,首次建立了包含前后叶轮、传动轴系和塔筒等关键子系统的“气动-传动-电气-支撑件”多领域耦合动态模型;考虑CDR风力发电机结构及特性,以风力机安全运行和最大出力为目标,设计整机分层协同控制架构;采用Fortran语言开发适用于不同容量等级CDR风力发电机的精细化仿真软件,结合高性能服务器搭建仿真实验平台。为验证方案有效性,配置某典型2.7 MW CDR风力发电机设计参数,依据国际电工委员会(IEC)标准开展全工况载荷分析及性能验证。结果表明:所建立的整机模型可准确反映风力机各子系统间的耦合动态特性,所提出的分层协同控制方法在安全载荷范围内具有良好的最优功率曲线跟踪性能。

兆瓦级双馈风力发电机的设计与分析

直冷双馈风力发电机(direct cooled doubly fed wind turbine generator,DCFG)作为风力发电系统中的核心部件,其性能和效率直接影响着整个系统的运行和发电能力。对兆瓦级直冷双馈风力发电机的结构和工作原理进行深入分析,并结合设计理论给出电机精准设计方案,在此基础上,利用有限元方法验证了设计参数的可行性和有效性。仿真结果表明,直冷双馈风力发电机的设计方案切实可行,能够实现风力发电系统高效率运行。

基于传递函数分析的双馈风力发电系统动态建模方法研究

以双馈风力发电系统(doubly-fed induction generator based wind energy conversion system,DFIG-based WECS)为例,利用小信号分析法推导出由风机、双质量块传动链构成的动力与传动系统通用传递函数方程。动力与传动系统传递函数的零极点位置、稳定性与系统参数及系统运行工作点相关。该传递函数可进一步分解为扭转分量和非扭转分量。传动链参数仅对扭转分量造成影响。在此基础上,建立了考虑动力传动、电机、变流器、控制等环节的风力发电系统传递函数模型。模型综合了各环节参数,可直观反映系统参数对系统响应的影响,有助于深入了解系统动态行为。算例及时域仿真结果证明了所提出传递函数模型的准确性和高效性,可为系统参数设计研究提供理论依据。

风力发电场远程集中监控系统设计探究

引言随着我国能源结构转型步伐的加快,风力发电行业得到了迅速发展,正在从新兴产业向成熟产业过渡,从沿海地区向内陆地区延伸,并已形成了一条完整的产业链。风力发电设备的制造、安装、调试、维修、监理等相关企业及专业服务机构纷纷涌现。在这一过程中,风电设备故障率的提高、运营效率的降低、运维成本的增加等问题日益突出。

风力发电参与调频市场的机制优化及收益研究

随着风力发电并网容量日益增加,传统能源提供的调频容量已无法满足系统调频需求,目前政策允许风电参与系统调频,但现有调频辅助服务机制无法有效衡量风电参与调频的真实容量,对系统安全稳定运行带来了严峻挑战。在现有调频辅助服务机制基础上,引入风电调频可信度指标及综合调频性能指标对调频市场主体报价进行调整以衡量风电参与调频的真实容量,同时优化现有调频辅助服务机制的补偿细则。针对上述优化部分,建立风电参与调频市场的出清模型。算例结果表明,优化后的机制能够有效衡量风电提供的真实调频容量,促使优质的调频资源优先出清,同时风电可提高调频可信度指标及综合调频性能指标以获得较高的调频收益。

近场地震作用下风力发电塔结构振动台试验研究

为研究近场脉冲型地震和竖向地震分量对风力发电塔结构地震响应的影响,以2MW风力发电塔结构为原型,按缩尺比为1/20进行模拟地震振动台试验。选用脉冲型地震Westmorland记录和Chi-Chi记录以及普通地震Taft记录和El-Centro记录作为输入地震动。对比分析结构的动力特性,脉冲效应对结构地震响应的影响,竖向地震分量对结构的地震响应的影响。试验结果表明:在试验过程中风力发电塔结构一直处于弹性工作状态;脉冲型近场地震动对结构的加速度响应、位移响应和应变响应具有显著的影响;竖向地震动分量对塔顶水平加速度响应和水平位移响应的影响较小,但对结构的竖向加速度和竖向位移有显著的影响。因此为提高风力发电塔结构的抗震能力,在结构设计中应更加考虑近场地震的脉冲效应和竖向地震效应的影响。

混合式教学在风力发电原理课程中的应用与探索

在课程改革中采用混合式教学模式,从教学理念、教学设计、教学内容组织及实施等方面进行全方位多角度的改革和探索。贯彻以学生发展为中心的理念,从教为中心向学为中心转化,改进并丰富教学模式,进行学习的全过程督促与考核。结合线上教学平台采用多样化的教学模式,打破了传统教学中时间与空间的限制,学生可以根据自己的具体情况时时学、处处学,提升了学生的学习兴趣,充分调动了学生在学习中的主动性,加强了创新能力和实践能力的培养,提升了教学效果。

一起风力发电机组箱变事故与保护研究

随着人们对化石能源枯竭的担心日趋加重,新能源的发展重任也在不断增加。在我国“碳达峰、碳中和”重要战略举措实施的背景下,依据《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》要求,到2030年,我国风电、光伏发电总装机容量将超过12亿kW。届时,我国将拥有一张庞大的风力发电网,随之而来的风电场运维量也必将更加突出。依目前我国风力发电设备的特点,平均2 M W容量的风机将配置一台升压变压器,作为风力发电机组的主设备,其运行的可靠与稳定性对风电场的健康运行有绝对性作用。本文以某风电场一台箱变的运行事故为例,重点对事故原因进行深入的分析与判断,并结合继电保护提出针对性的设计及运行建议,这将对风力发电企业在设计、安全运维等方面起到积极作用。

基于自抗扰控制策略的直接转矩风力发电系统研究

针对直接转矩控制的永磁直驱风力发电系统中系统未能较好地跟踪最大功率点的问题,提出将自抗扰控制策略加入风力发电系统机侧控制结构中以提高系统性能。基于风力机和永磁同步风力发电机数学模型,结合自抗扰控制的基本模型构建发电机自抗扰速度环,最后以Matlab/Simulink软件对所提控制策略进行仿真分析,对比传统PI控制直接转矩风电系统,自抗扰控制策略的引入可提升系统整体的抗干扰能力和跟踪性能。

永磁同步风力发电系统的最大功率跟踪模糊分数阶控制

在“双碳”背景下,风电作为零碳电力和新能源发电的主力军,在助力社会全面绿色低碳转型方面发挥了关键性作用。在保证发电稳定的前提下实现风能的最大化利用,提升风力发电系统发电量至为重要。文中针对永磁同一步风力发电系统的最大功率跟踪(maximum power point tracking, MPPT)问题进行研究。首先建立了永磁同步风力发电系统的机理仿真模型,用两电平双PWM全功率换流器连接风力发电机与电网。然后基于以上模型,分别设计了整数阶PI控制器、分数阶PI"控制器、模糊分数阶PP控制器以实现MPPT控制。最后对以上控制策略进行了仿真研究。结果表明,无论在阶跃风速还是随机风速下,模糊分数阶PU控制器相较于其他两种均具有更出色的MPPT性能与更强的鲁棒性。

永磁直驱风力发电机非奇异终端滑模控制

为提高永磁直驱风力发电系统的抗扰能力和控制精度,提出了一种扰动观测器与非奇异快速终端滑模控制相结合的最大功率跟踪控制策略。利用扰动观测器得到风力发电机的转矩变化,对控制器进行前馈补偿;采用非奇异快速终端滑模面提高控制器的动态性能,实现系统快速收敛,减少因扰动引起的抖振。仿真结果表明,所提策略在随机风速的情况下可以准确估计转矩变化,提高最大功率跟踪过程中的转速跟踪精度和风能利用率。

山地风力发电设备安全安装技术要点分析

为实现山地风力发电设备低成本、高效的安全安装,本文以实际工程为例,分析了山地风力发电设备安全安装的难点,主要体现在风力发电机组的安装技术难度大、山地施工条件恶劣。并从施工工序安排、吊装平台处理及吊车选择、关键组件的吊装三方面进行分析,总结了山地风力发电设备安全安装技术要点,以期为山地风力发电设备安全安装提供一定的参考与借鉴。

风力发电并网系统的控制和优化策略

作为一种常见的新能源发电方式,风力发电在电力工业中发挥着重要作用。根据风力驱动风叶片旋转,从而将风能转化为电力,并通过发电机将电力输送给各种用户,满足人们的日常需求。在全球风力发电领域,我国的相关技术具有一定优势。深入研究风力发电技术尤为关键,有利于优化国内能源结构和实现环保目标,引起了国际社会的广泛关注。未来,须注意不断创新,实现风力发电技术突破,为能源发展注入强大动力。本文探讨了风电并网系统的控制和优化策略,以供参考。

风力发电机原理及风力发电技术

风力发电是近年来社会开发可再生能源的重要手段之一,相关工作者会基于风力是取之不尽,用之不竭的,将风力发电作为朝阳产业,大力推动其发展和进步。本文主要对风力发电机原理及风力发电技术详细分析。相关工作者可以根据风能作为清洁能源之一,且在我国具有一定的发展基础,围绕风力发电机运行的原理,利用可用性较强的可再生能源,改变目前能源供热有限和不可再生的困境,一方面可以更好的发展清洁能源,另一方面可以维护人类赖以生存的良好环境,体现风力发电拥有的广阔的发展前景。

新能源风力发电技术研究

可持续发展理念下,新能源风力发电技术为我国社会可持续发展提供了有力支撑,为促进新能源风力发电技术应用质量提升,文章对新能源风力发电技术的研究进行讨论与分析。对风力发电的机理进行分析后,论述了新能源风力发电的关键技术,通过对功率预测技术、风电机组功率调试、风电无功电压自动控制技术、电子变流器技术、谐波消除技术、风电接入网技术、现代化控制技术进行分析,以期为广大学者提供参考帮助及建议。

新能源视域下的风力发电技术研究

本研究着重于分析风力发电技术在新能源发电领域的应用,还有对其的优化策略进行了探讨。借助模拟与实验的有力方法,深入研究了风力发电机在不同风速、风向下的发电表现,并针对此进行了优化设计的深入研究。研究结果表明,在合理的优化设计下,风力发电机的发电效率可以显著提升,而且,优化后的风力发电机对风速、风向的适应性也得到了明显提高。这一研究为提高风力发电技术的应用效益提供了重要参考,对于实现新能源的可持续发展具有重要意义。

风力发电机原理及风力发电技术研究

风能作为清洁的可再生能源,取之不尽,用之不竭。过去,人们用风车抽水,用帆作为航海手段。如今,风能越来越受到人们的关注,不仅因为它是一种清洁的可再生能源,更重要的是它将改变目前能源紧缺的局面。风力发电机可靠性的映射基于集成商讨论和审查的透明可靠性指标,这些指标自上而下映射至各个子系统。通过精细调整这些指标,设计人员能够深入理解供应商对产品可靠性的要求,并据此制定高效的技术解决方案。材料选择与可靠性设计不仅为选型提供了科学依据,也为外购产品设定了明确的定量可靠性要求。

新能源发电风力发电技术的探讨

在经济的快速发展下,需要更多的能源给予支持,因传统的能源消耗过多,且产生的污染比较严重,则需要更加重视新能源的开发和利用。电力能源是我国社会发展和人们生活必不可少的重要能源,电力的产生主要是通过火力、水力发电,其环保性并不高,风力发电的方式环保性更高,因而风力发电技术的研究也成为了新能源领域中的重点。在对新能源发电风力技术研究上需要建立在风力发电的原理上,本文对其原理及类型进行阐述后,分析了几种风力发电技术,并指出风力发电技术的发展趋势,以此期望可以有效的保证我国风电新能源的稳定发展,并提高风力发电的水平。

风力发电机组振动状态监测与故障诊断

风力发电机组作为风力发电的核心设备,其安全可靠运行对于整个风电场的稳定发电十分重要。而振动作为一种常见的机械故障信号,可提供设备运行状态的重要信息。因此,对风力发电机组振动状态进行监测和故障诊断具有重要的意义。文章旨在研究风力发电机组振动状态监测与故障诊断方法,通过对振动信号的监测和分析,实现对风力发电机组设备运行状态的实时监测与故障诊断,提高风力发电设备的可靠性和安全性。

风力发电系统低电压穿越技术研究

随着我国风电穿越技术的飞速提升,低电压穿越作为电力行业热点备受关注。文章根据国网的低压穿越标准,阐述了风电设备的低电压穿越要求,解析了电网电压骤降时DFIG的动态特性,介绍了硬件的布局设计,结合DBR、Crowbar及转子电流续流二极管等,辅以主控系统及网侧、机侧变流器的低穿控制算法进行模拟验证。仿真试验结果表明,该低电压穿越策略可有效保障电网的持续稳定运行。