基于海上风力发电机组中虚拟飞轮储能系统的频率支撑协调控制策略

针对海上风力发电场并入电网导致电网等效惯量下降问题,提出基于海上风力发电机组(OWTs)中虚拟飞轮储能系统(VFESS)的频率支撑协调控制策略,并利用遗传算法优化VFESS吸收和释放功率的曲线。首先,OWTs采用宽转速运行控制方法形成VFESS,通过释放和吸收能量来短时支撑电网频率;然后,考虑负荷扰动、VFESS存储容量、同步发电机组一次调频时间等条件后,利用遗传算法优化VFESS释放和吸收能量的功率曲线,以实现电力系统频率跌落幅度最小、频率变化率最小的目标。最后,算例分析表明采用该方法的OWTs能提供短时频率支撑,减小电力系统低频减载装置动作次数。

海上风力发电机组齿轮箱安装运行技术分析

齿轮箱是海上风力发电机组的重要传动设备,针对海上风力发电机组高可靠性的要求,结合笔者多年的海上石油平台工作经验,开展了风力发电机组齿轮箱安装运行技术研究,给出了齿轮箱安装运行过程中的技术要求,实施结果表明,相关技术要求能够保证海上风力发电机组稳定可靠运行,对于指导海上风力发电机组齿轮箱系统的安装具有重要意义。

海上风力发电机组塔架海波载荷的分析

由于海上风力发电机组的外界载荷条件比陆地上的风力发电机组更加复杂,因此在机组设计中要考虑到海上风机载荷条件.在研究海波性能和运动规律的基础上,给出了海水中的塔架载荷的计算公式;针对海上风力发电机组的结构特点,将研究的海波载荷计算方法用于风机的塔架载荷计算,以1.0 MW风力发电机组为例,对塔架所承受的海波载荷和风载荷进行了计算,经过对比分析可知,风载荷大于海波载荷并为同一数量级的载荷,因此,在设计中更应注意这两种载荷的耦合作用.

海上风力发电机组支撑结构动力特性分析

采用欧拉-伯努利梁模型来模拟海上风力发电机组的支撑结构,利用通用有限元软件ANSYS对机组支撑结构进行计算建模。在此基础上,分析了风力发电机组上端结构质量(风轮、机舱等)、整个机组重力以及海水对支撑结构固有频率的影响,并给出瞬态冲击下支撑结构的动力响应历程。计算结果表明,在计算海上风力发电机组支撑结构固有频率时应考虑上端结构质量的影响,可以不考虑重力的影响,而海水对高阶固有频率影响很大;在瞬态冲击下,上端结构质量使得支撑结构响应变得平缓。

海上风力发电机组支撑结构动力响应特性研究

支撑结构设计是大型海上风电机组设计的重要部分。文章分析了海上风电机组的各种环境载荷,并以3MW风力机组为例计算其所受环境载荷,包括作用在支撑结构顶端的由风机叶轮转动引起的水平轴向力、作用在塔筒上的风载荷以及作用在基础上的海流、海浪载荷,并采用非线性弹簧来模拟基础与海底土层之间的相互作用。在考虑风轮影响情况下,利用有限元法对支撑结构进行了模态分析。最后,分析了环境载荷作用下支撑结构的动态响应。计算结果表明,在对海上风力发电机组进行动态响应计算时,环境载荷之间的相互耦合作用不能忽略。

基于混合灵敏度H_∞的海上风力发电机组变桨控制及振动抑制

针对海上风力发电机组输出功率波动大和塔架振动明显的问题,设计了混合灵敏度H∞变桨控制器,并引入塔架前后加速度反馈控制,基于SUT-3000双馈风力发电机组模型,利用GH_Bladed软件进行仿真验证。仿真结果表明,在该控制策略作用下,海上风力发电机组输出功率比传统PI控制方法波动更小,保证了海上风力发电机组在高风速运行时输出功率的稳定性,同时降低了塔架前后振动响应。

海上风力发电机组桩体波浪力计算分析

为快速校核海上风力发电机组单桩在波流联合载荷作用下的结构安全,基于Morison公式和谱分析方法分别推导中等水深下单桩的波浪力解析计算公式,并通过Matlab软件编程计算。结果表明,两种波浪力计算方法简便可行,各具优势,可依据实际海况和不同的设计方式选择应用。

基于载荷优化的漂浮式海上风力发电机组变桨距控制研究

首先建立漂浮式平台流体动力学模型,重点提出一种变桨距控制的改进方案,针对复杂载荷环境导致的海上风力机系统建模不精确,利用基于先进记忆的控制策略进行桨距角补偿,有效减少了不对称气动载荷和平台运动。基于FAST和Matlab/Simulink软件平台以NREL-5 MW漂浮式海上风电机组为仿真模型验证改进控制器的有效性。分析和仿真结果表明,相比传统的独立变桨控制,改进的控制器在减少疲劳载荷和平台振荡有更好的性能,提高了系统的稳定性和可靠性。

大型海上风力发电机组的载荷分析及载荷优化控制方法

海上风电具有风能资源丰富、发电利用小时数高、不占用土地、对生态环境影响小和适宜大规模开发等优点,同时,海上风电面临浮冰、台风、烟雾等复杂的自然条件,对海上风电机组技术要求更高,海上风电场建设难度更大、成本更高,风、波浪、潮汐和潮流等自然因素将影响风力机的动力学特性。本文分析了海上风力发电机组的载荷来源及其特性,以三叶片水平轴大型海上风力发电机组为研究对象,利用GH-BLADED仿真软件对其进行全耦合仿真,采用了分段停机控制、软切出、塔架加阻等控制方法降低海上风电机组运行载荷,结果表明以上控制方法有效降低了机组载荷。

海上风力发电机组载荷控制方法研究

根据海上风力发电机组的运行特点,分析了海上风电机组的载荷来源及其特殊性,通过仿真探讨了空气动力载荷、海波载荷等对海上风电机组的影响,随机的非线性风载荷和波浪载荷等都将给海上风机安全控制提出较大挑战,本文针对性地提出了主动空转控制、塔架加阻控制、抗台风控制等降低海上风电机组运行载荷的控制方法,仿真结果表明上述载荷控制策略有效的降低了海上风力发电机组的载荷。

3.0MW海上风力发电机组的基础设计

基于某海上风机基础设计工程,介绍了国内外常用的几种基础形式及其优缺点,阐述了海上风机基础的基本设计过程、计算内容以及最优基础方案的确定原则,为同类海上风机基础的设计提供参考.

考虑桨叶旋转采样效应的海上风力发电机组支撑结构疲劳分析

基于多体动力学-有限元一体化分析模型,对海上风力发电机组支撑结构的疲劳损伤进行数值模拟分析。为了考虑桨叶旋转采样效应,提出一种基于三维波数-频率联合谱的时-空直接转换法。该方法无需进行风速场的空间离散与插值,能精确给出旋转桨叶任一单元在任意时刻经历的风速、给出旋转采样风速谱的显式表达,揭示由旋转采样效应导致的风速在频域内发生能量重分布的机制。在此基础上,采用该方法对风-浪共同作用下的单桩式大型海上风力发电机组支撑结构的疲劳损伤与疲劳寿命进行分析,并重点对是否考虑桨叶旋转采样效应对支撑结构疲劳损伤的影响进行对比研究。结果表明,桨叶旋转采样效应使得风力发电机组支撑结构的疲劳损伤显著增加,疲劳寿命明显减小。

海上风力发电机组集中润滑系统的研究

以齿轮箱集中润滑系统和变浆轴承集中润滑系统为例对海上风力发电机组集中润滑系统进行设计分析,并对选型计算以及润滑油脂选择进行了研究说明。海上风力发电机组采用集中润滑方式,实现了自动化、集中化、远程报警和控制,为风机长期稳定运转提供有力保证。

海上风力发电机组电控安全系统介绍

在对风力发电机组的结构及控制与安全系统简单介绍的基础上,以W2000海上风力发电机组为对象,对其电控系统结构、特点及各项主要功能进行了介绍。

海上风力发电机组基础靠泊系统结构设计

随着风力发电技术的快速发展,海上风电场的开发成为全球风机容量的主要增长点。海上环境复杂,常有船舶碰撞风机基础的事件发生,造成巨大的人员伤亡和财产损失。因此,海上风机基础靠泊系统结构的设计成为风机基础设计的重点之一。本文以风机基础靠泊系统为研究对象,应用船只靠泊能量计算和SACS软件模拟计算方法对靠泊系统结构进行受力分析,经过理论计算和现场工程实践经验证明,该靠泊系统完全满足不同船只的靠泊要求。本文提出的海上风机基础靠泊系统可为类似工程项目靠泊系统结构设计提供参考。

海上风力发电机组抗台风分析

随着海上风电的不断发展,在国家政策的大力持下,我国即将迈入大规模的海上风电场建设阶段。我国东海、南海风能资源丰富,适宜进行风能开发,然而在这两个海域台风频频发生,抗台风设计成为海上风力发电机组设计的重要内容,应对台风措施已经关系到沿海海上风电是否能安全可靠运行。

海上风力发电机组分体安装技术分析

对于海上风电而言,海上施工面临较为严峻恶劣的环境,且海上风力发电机组具有"两大两高"(重量大、体积大、起吊高度高、定位精度高)的特点,作为海上风电的核心部件,海上风力发电机组安全、精准、高效的安装就位是保障海上风电运行与发展的根本。海上风力发电机组安装可分为整机安装法和分体安装法两类,现主要针对近海海上风力发电机组采用自升式起重平台船进行分体安装的技术进行分析与探讨,以探索安全高效的安装方式。

海上风力发电机组基础研究

对目前存在的海上风力发电机组基础的形式及其优缺点进行比较分析。

6兆瓦海上风力发电机组

6兆瓦海上风力发电机组产品,通过引入工业设计理念,重新定义了海上风力发电机组系列产品未来的设计和制造水准。6兆瓦海上风力发电机组凭借着其较高的颜值、优雅的气质、精湛的工艺、可靠的品质惊艳入市,与市场中同类型产品相比视觉效果更具有冲击力、结构布局更为紧凑实用。

海上风力发电机组安全系统的设计及性能评估

参照欧盟的机械电气安全标准ISO 13849-1,结合陆上与近海机型开发与运行经验,设计了一套适用于海上风力发电机组的安全系统,并对安全系统的性能等级(PL)进行计算与评估,结果表明此设计能满足海上风电机组的安全功能要求,极大地提高了机组安全性与可靠性。