风力发电机柔性变桨驱动及控制方法研究

近年来,随着交流变桨系统的大量使用,风机关键承力部件的质量问题频出,由于交流变桨驱动电机输出扭矩大,叶片、齿轮和轴承等频繁地承受过大的瞬时扭矩,容易出现开裂等结构性的损伤,最终导致风机损坏。传统的控制策略仅仅是通过简单的满足功率最优的原则,而未考虑在不同工况和风速下其控制对风机承力部件疲劳寿命的影响,在变桨时也无法降低机组关键部件的疲劳应力和冲量。针对以上问题,从探索风机伺服变桨驱动器力矩随着风速波动变化的一般规律入手,设计转矩平滑上调系数和转矩平滑下调系数控制变桨驱动器输出转矩回收量的大小,保证在不同强度风力变化时都能够很好地缓解叶片、齿轮和轴承所受到的冲击,并利用仿真对提出的方法进行验证与修正。

一体化变桨驱动器的实验研究

目前运行的风电机组的电动变桨系统有独立设计的核心部件,主要由伺服驱动器和备用电源组成。由于该组合的结构复杂,使用中常导致变桨系统出现故障。为确保风电机组安全、稳定运行,根据变桨系统工作要求,搭建了验证一体化变桨驱动系统的实验平台,对伺服驱动器和备用电源的一体化结构进行了实验研究,完成了不同工作模式下的性能和系统的低压穿越性能测试。实验结果表明,系统具有较好的运行特性,符合设计要求。

变桨驱动电机低频输出的恒压频比优化控制研究

针对风电机组现场轮毂桨叶吊装困难的问题,对轮毂变桨系统的控制技术、变桨电机等方面进行了研究,提出了一种专供风电机组轮毂现场吊装桨叶的拼桨系统,采用低频输出的恒压频比控制技术,优化恒压频比控制方式和合理设置参变量。利用matlab/simulink对2.0 MW风电机组轮毂拼桨系统进行建模、仿真,同时利用该模型的控制方式和控制参变量进行了测试。研究结果表明,采用低频输出的恒压频比控制技术,优化配置和合理调节控制系统的转矩补偿量、中间电压和中间频率,既能保证变桨驱动电机的安全,又能充分发挥变桨驱动电机的最佳输出特性,使现场轮毂桨叶安装工作方便、经济、高效。

基于一种风电机组变桨系统测试工装的研究与应用

本文研发一套完善的变桨系统测试工装,包括正反向驱动电机测试、驱动器I/O测试、温度测试等。利用变桨驱动器对PBS电池进行充放电操作,变桨驱动器测试变桨电机基本性能,配合负载设备进行加载实验。加载系统采用水冷负载与变桨电机对托方式对进行加载,控制方式分为自动测试和手动测试两种方式,上位机显示采用触摸屏控制方式。

基于灰色理论的风机变桨距驱动器故障预测

为了提高风力发电系统中的变桨距驱动器的可靠性,提出了以检测IGBT导通压降为基础,采用新息灰预测算法的变桨距驱动器故障预测方法.利用IGBT导通压降的历史数据建立GM(1,1)灰预测模型,对IGBT将来时刻的导通压降进行预测,一旦IGBT预测导通压降超过阈值,系统报警并收桨.采用等维新陈代谢算法,根据实际情况随时更新数据序列,以保证预测模型的新鲜度.提出自动变步长灰预测方法,并通过实验数据得出选取步长的经验公式.设计了IGBT导通压降检测电路,该电路抗干扰能力强、反应速度快,而且结构简单、可靠性好.实验结果表明,等维新陈代谢灰预测算法可有效预测出IGBT导通压降,提高了风机收桨的可靠性.

风力机组电动变桨系统

目前,电动变桨系统已取代液压变桨系统并被大多数风力机组采用。电动变桨系统作为风力机组功率控制和安全运行的重要执行结构,直接决定风力机组吸收的风能的大小,对于机组的安全稳定运行发挥着重要作用。此处介绍了电动变桨系统的电气结构和运动控制技术要求,分析了系统中变桨控制器、备用电源、变桨电机和伺服驱动器4大部件的功能、特点及设计中需要注意的问题。详细介绍了备用电源不同储能元件的方案,不同种类变桨电机的特点及其适用场合,伺服驱动器的不同设计方案,并分别做了比较分析。最后展望了电动变桨系统的发展方向。

浅谈金风1.5MW机组变桨电磁刹车技改方案

风力发电是目前电力能源领域一种资源丰富、绿色、无污染、发展前景巨大的可再生能源发电,随着世界石油、电力或其他自然资源的短缺,风力发电的发展受到越来越多国家的关注和重视。变桨系统是风力发电机组中最重要的部分,其刹车系统是机组安全运行的可靠保障,通过对变桨系统结构、电磁刹车触点氧化导致机组故障等问题的深入剖析,提出改进方案,从而使机组更加安全稳定运行。

兆瓦级风力发电机变桨系统动力学仿真

针对风机变桨驱动系统,利用键合图的方法建立状态方程,通过运用Matlab软件对系统进行仿真,得到系统相应的时域响应和频率响应特性。为变桨系统的研究提供了一种计算方法,对于后续的设计和验证也具有指导意义。

关于直流伺服变桨技改优化

某风电场采用东汽早期FD77B型风力发电机组,采用LUST直流伺服变桨系统投产以来变桨电机、变桨电池损坏较多,变桨类故障频发,为降低变桨的故障率,通过对变桨驱动器及变桨控制器的性能及控制逻辑方式进行技改优化,提高风机可利用率。

风力发电机组紧急变桨测试典型故障检查及处理方法探讨

介绍了变桨距风力发电机组的特性,变桨距风力发电机组工作原理,根据一起故障事件引入对电控变桨距系统的优化改进。

风力发电机组变桨控制中光电编码器接口电路设计

针对光电编码器在高频振动环境中使用时,会引起输出波形畸变而导致计数错误,设计了一个简单的抗干扰计数及F/V转换电路。经验证,该电路能有效地扼制振动引起的误计数,同时提高了F/V转换稳定度及转换精度。并成功与风力发电机变桨控制IGBT伺服驱动器配套。

风电机组叶片梯级利用改造研究

文章对风电机组叶片梯级利用改造进行了研究,旨在通过叶片更换提升风电机组的发电性能。将原叶片替换为长度更长的新型定制化叶片,同时保持其他部件正常工作。为应对叶片增长带来的载荷增加,实施了变桨驱动系统升级和主控程序的优化。升级后的变桨电机及变频器能更好地支持长叶片的运行,而优化的主控程序实现了控制算法的升级,融入了主控降载技术,并与新型传感系统集成,以适应更严苛的运行环境。

对风机变桨不同步的研究及改造

文章通过具体的设备改造示范实例,主要介绍风机变桨不同步故障的解决方式,为风电场处理同类故障提供切实可行的解决方案。