面向可及度的海上风电机组维修策略研究

为降低海上风电机组运维成本 考虑海上天气情况对维修活动的影响 采用马尔可夫法和动态时间窗 描述海上天气情况 提出可及度指标评估海上风电机组的维修可及性 采用机会维修策略对机组关键部件开 展维修优化 并以周期内成本期望值最小为目标函数 对机组关键部件的机会维修役龄与预防性维修役龄进 行优化 最后以某海上风电场机组为例进行仿真分析 结果表明采用机会维修策略比役龄预防性维修策略的 维修成本降低了 10% 证明了机会维修策略在考虑海上天气因素制约的海上风电机组维修优化方面的有效性 与优越性.

海上风电机组维修优化研究综述

我国目前海上风电发展尚处于初期阶段,亟待开展海上风电维修策略优化相关研究。根据当前国内外海上风电发展现状,对近年来海上风电运维策略研究的国内外现状进行了综述、分类和解析,分别对基于海上运维后勤管理的优化、维修可靠性及可达性为目标的优化、海洋风能气候与气象预测的维修优化、有限运维数据下维修优化、海上风机容错运行的冗余优化、经济成本控制运维优化层面对近年来的中外文献进行了综述,并对以上海上风电的运维优化特点进行了逐一分析,以此得出了海上风电运维研究热点和方向展望。并结合国外海上风电的发展,提出了我国海上风电的发展及技术方向,对于我国海上风电可持续发展具有一定的借鉴意义。

新疆达坂城弃风供热方式的研究

新疆风电迅猛发展的同时也出现了若干问题,突出的问题是弃风限电严重制约了新疆风电产业的健康发展。风电供热能够有效提升当地风电消纳。本文从负荷侧来提高风电消纳空间,利用达坂城风区的弃风电量来清洁供热,并着重对增加储热系统的风电供热方式进行了技术经济分析,该方案对于促进风电消纳,减缓弃风限电问题具有积极意义,并将有助于新疆风电产业的健康可持续发展。

差动调速型风力发电机组并网控制研究

差动调速型风电机组通过机械化转速调节,实现发电机并网。并网控制是实现机组安全平稳并网的重要技术保障。利用MATLAB/Simulink平台,构建了风轮、传动链、调速电动机和发电机的差动调速型风电机组仿真模型。基于转差频率控制和模糊控制理论,设计了差动调速风电控制系统。对转速控制与机组最大功率追踪稳态特性进行了仿真试验,并通过搭建物理平台开展仿真试验分析。试验结果显示,发电机在3.5 s左右时,其转速基本保持在300 r/min的恒定转速。该结果表明:在空载并网阶段,调速电动机能够调节发电机的转速,使得发电机输出电压、频率等基本与电网一致,能够较好地满足并网要求。在额定风速下,模糊控制能够较好地使机组保持最大风能利用系数,验证了所设计控制系统的有效性与准确性。该结果对电网安全运行及智慧电网建设的深入研究具有一定的借鉴意义。

风电机组串联系统维修方法的研究

为研究风电机组的维修方法,将风电机组简化为串联系统,分别以单周期串联系统的维修费用率最小、可用度最大、综合维修费用率和可用度指标为目标建立了计划型预防维修模型和机会型预防维修模型,引入权重系数,讨论了风电机组传动系统的最满意预防维修决策,并对2种预防维修模型进行比较。结果表明:当追求维修费用率小时,综合模型更接近维修费用率最小模型;当追求系统可用度大时,综合模型更接近可用度最大模型;与计划型预防维修方法相比,机会型预防维修决策可以进一步降低单周期内系统的维修费用率,提高系统可用度。

特高压直流工程用大截面导线的阻尼特性

自锦屏-苏南±800 kV直流输电工程起,900 mm2及以上大截面导线开始应用于我国特高压直流输电线路工程。自灵州-绍兴±800 kV直流输电工程起,1 250 mm2大截面导线开始广泛应用。为掌握微风振动条件下大截面导线的阻尼特性,基于微风振动模拟试验,以1 250 mm2系列大截面导线为对象,进行5种1 250 mm2系列大截面导线的自阻尼特性试验及分析,得出5种导线自阻尼特性的解析表达式、功率特性及频响特性,给出了1 250 mm2型线与圆线、1 250 mm2导线与1 000 mm2导线自阻尼特性的对比分析。

输电导线新型模型的应力分层特性研究

输电导线的破损是影响输电线路安全运行的重要因素之一,研究其破损机理具有重要的工程意义。钢芯铝绞线(ACSR)是目前应用较为广泛的输电导线类型之一,为解决传统研究中导线模型相对复杂与内层应力难以测量的问题,提出了一种新型有效的建模分析方法,并利用Abaqus软件对所提出的方法进行研究,通过将仿真结果与文献中的结果对比,验证了分析模型的有效性。同时利用此分析方法建立了JL/G1A-630/45型钢芯铝绞线模型,通过有限元方法和试验研究对其进行应力分层特性研究,将试验、有限元、理论计算等的结果进行对比,验证了所提出的分析建模方法。研究结果表明:铝线股内层应力大于外层股线,档中与约束端位置应力较大,接触中心有应力集中现象,容易引起导线的破坏。

差动调速的风电机组传动特性研究

对差动调速的新型风电机组的传动系统调速原理、总体功率流向及传动效率进行研究。在完成机组传动系统三轴动力学模型的基础上,建立了1.5 MW差动调速风电机组仿真模型,并通过实验验证了仿真模型的准确性。利用1.5 MW仿真模型,对该机组的传动特性进行仿真研究,结果表明:在不同风速条件下,该机组的整体传动效率高,最高可达0.951;调速端功率消耗占同步发电机输出功率的比值小于15.47%,且输出转速稳态最大误差小于1.23%。所研究风电机组的传动性能可以很好地满足实际应用要求。

风电场典型复杂地形的数值模拟研究

以典型复杂地形山丘的三维模型为研究对象,采用CFD数值模拟方法并选用SST湍流模型研究均匀来流条件下,坡度为15°、30°和45°时山丘周围流体绕流的特点。对比分析不同时刻坡度不同时山丘附近不同位置处的速度分布,讨论山丘背风面旋涡生成发展与耗散的过程,研究山丘中截面涡运动情况。研究结果表明山顶处风速品质较好,可考虑安装风力机;在背风面,由于流动旋涡的存在,不适合安装风力机。山丘的坡度对速度分布的影响主要表现在山顶和背风坡下游位置处。坡度越大,山顶的加速效应越明显,背风坡旋涡的生成、运动、发展和耗散的过程越复杂。

含制氢储能的混合传动风电系统建模与运行特性分析

带有发电机前端调速装置的混合传动风电系统可以在没有电力电子变频设备的情况下与电网友好连接,有望解决现有主流变速恒频并网风电机组存在的无功损耗大、低电压穿越能力弱、输出电能质量和动态稳定性不高等问题。为了进一步提高风电机组的并网运行性能,提出一种含制氢储能的混合传动风电系统的基本架构,并对所提系统的能量传输机理与数值建模方法进行详细研究。搭建1.5 MW含制氢储能的混合传动风电系统的仿真模型,并利用物理试验对仿真模型进行原理验证。在随机变化风速输入和电网电压故障下,对所提系统的运行特性展开深入研究,结果表明含制氢储能的混合传动风电系统不仅可以有效平抑输出功率的波动,还可以提高系统的故障穿越能力和持续运行稳定性。

风电场山坡地形的数值模拟研究

以典型复杂地形山坡的三维模型为研究对象,采用CFD数值模拟方法并选用SST湍流模型研究均匀来流条件下,坡度为15°、30°和45°时山坡周围流体绕流特点。对比分析不同时刻坡度不同时山坡附近不同位置处的速度分布,讨论不同坡度的山坡坡顶边缘、平台和山坡后涡运动情况和湍动能变化。研究结果表明,15°和30°的山坡坡顶风速品质较好,可考虑安装风力机;为了避免山坡后流体的强湍流流动,导致的风力机和塔架的振动,应将风力机安装在距山坡10H(H为山坡高度)后;山坡一侧可获得较好的风能,若在此处安装风力机可适当降低风力机的高度。

基于随机森林的变工况下重型燃气轮机压气机特性分析研究

为保证不同工况下重型燃气轮机发电机组的高效、稳定运行,需要对其轴流式压气机性能进行高精度建模分析。本文以某F级重型燃气轮机为研究对象,有效结合实测数据和基元叶栅法理论计算值,采用随机森林方法,建立其压气机高精度特性计算模型,从而分析不同工况下的压气机性能。结果表明:模型计算的总压比和多变效率的平均相对误差分别为-0.13%和0.04%;最大相对误差分别为2.11%和1.90%。现有文献的模型最大相对误差分别为3.1%和4.4%,本文方法得到的最大误差仅分别为其68.06%和43.18%。

Load Distribution Research on Pitch Bearing of Wind Turbine Generators

变桨轴承是风电机组传动与控制系统的关键部件，安装形式特殊且承受复杂的轴向、径向力和倾覆力矩等交变载荷。文中基于经典的赫兹弹性接触理论，建立了刚性套圈承受多向力和倾覆力矩的双排四点接触球变桨轴承的力学模型。在此基础上，应用弹性等理论研究套圈变形对轴承载荷分布的影响，推导轴承外载荷和滚动体接触力等载荷作用下转盘轴承内、外套圈的弯曲变形方程，联立非线性超越方程组给出了四点接触球转盘轴承分布载荷的求解方法。以某型号变桨轴承为例，分别采用刚性和柔性套圈2种模型对轴承载荷分布进行了计算和对比分析。结果表明2种模型下轴承载荷分布有显著区别，柔性套圈模型下的承载区间减小，载荷分布更加均匀，滚动体的承载能力有很大的提升。相关力学问题的研究可为变桨轴承结构设计提供必要的理论依据。

差动调速型风力机传动系统动力学研究

针对所提出的差动调速型风电机组,利用"弹簧、阻尼、质量"系统,建立其传动系统三轴动力学模型。并基于该模型,建立机组Simulink仿真;在不同风速模型输入下,利用实验平台验证仿真模型与三轴动力学建模方法的正确性。此外,为了更好地分析差动齿轮箱的动力学特性,采用集中参数法,建立差动轮系扭转振动模型;并利用拉格朗日方程,在考虑机组多因素共同作用下,推导其振动微分方程。该研究为后期差动调速型风电机组传动系统动特性的研究打下坚实的理论基础。

关于重要核设施规划限制区的几点思考

本文重点分析了我国重要核设施规划限制区的制度来源、发展以及相关实践。同时,根据《中华人民共和国核安全法》的具体规定,重点针对规划限制区在实践中存在的具体问题,就重要核设施规划限制区管理策略提出意见和建议。