大型风电机组仿真及试验系统——Ⅰ．总述及设计

从设计、数学建模、仿真、实际硬件系统及软件系统的构建等方面研究了大型风电机组的仿真及试验系统,在风电机组各设备的全工况动态模型及空气动力学的动态模型基础上,结合实时硬件仿真平台,开发出大型风电机组仿真及试验系统。该系统包括静动态特性模型集、典型故障集、典型风况特性集、全工况仿真试验平台,可满足对现在各种主流机型的试验要求,可对风力发电机的关键部件及整机性能进行测试。研制的仿真及试验系统能够稳定可靠运行,试验证实了模型集的正确性。应用表明,系统设计合理、功能完善,各方面性能能够满足风力发电仿真和试验的要求。     

大型风电机组仿真及试验系统 Ⅲ.硬件与软件系统的实现

根据已建立的主流风电机组各部分数学模型,设计并实现了大型风电机组试验及仿真系统的硬件和软件.硬件系统基于模块化技术,可兼容多家设备商控制器,具有开放性强、可互操作等特点.软件系统直接面向硬件的各组成对象,采用面向对象技术,完成了包括风机、偏航变桨、变频接入等试验仿真系统的全部内容.实际系统运行情况良好.     

大型风电机组仿真及试验系统Ⅱ．建模和仿真

建立了包括异步感应式发电机、双馈感应式发电机和永磁同步发电机在内的主流风电机组数学模型,针对不同的机组类型提出了相应的风力机模型和变频器控制策略.以建立的数学模型为基础,确立了接入无穷大系统的风电场模型,模拟风力机风速变化情况,对各个风机模型在风速扰动下的响应特性进行了仿真分析研究,并将仿真波形进行了简单的比较.仿真结果验证了模型的正确性,3种主流风力发电机模型的建立为大型风电机组仿真及试验系统提供了研究基础.     

风电机组偏航系统实验平台

以主动式偏航系统结构为依据,设计了适用于实验研究和探索的偏航系统实验平台。该实验平台由偏航实训台和偏航操作台构成,依据实验平台设计了相关实验内容。该实验平台丰富了风电机组实验仪器,为学生分析风电机组偏航系统创造了实验条件,促进了学生对偏航系统的学习,并提高了学生的实践能力。     

双馈风电机组并网运行仿真实验

开发了双馈风电机组并网运行仿真实验。根据双馈感应发电机(DFIG)的工作原理,建立了双馈感应发电机的数学模型,分别设计了转子侧和网侧的PWM变换器,并对转子侧和网侧变换器进行协同控制。在MATLAB/Simulink仿真实验平台上进行了双馈风电机组并网运行实验,以及DFIG封装模型与的DFIG数学模型的仿真对比。通过实验,验证了数学模型的准确性和数学模型输出的稳定性。     

二十七载创新路 只为中国风电情

27年不管是对一个单位还是对一个人来说,都是一段不短的时光,而对年轻的中国风力发电来说。几乎是她成长过程的全部。在中国风电的大舞台上,有这样一支队伍,27年含辛茹苦、锲而不舍,始终探索在风能技术自主创新和风电机组国产化的道路上。他们用全身心的付出换来了自主研发的累累硕果,     

风电机组安全运行研究

在风电场的运行过程中,对于其安全性能的影响因素有很多,包括人员操作、管理制度的完善与否、维修调试工作的专业性与否、回路保护的可靠性与否、风电机组的质量问题、建筑施工的质量等.但是对于这些因素进行研究可以发现,影响最大的因素是风电机组的安全运行问题.本文在对风电运行现状及问题分析的基础上,对风电机组安全运行的机械、电气、环境控制等影响因素进行了分析.     

风电机组远程监控及诊断系统设计与实现

为了解决风电机组在监控与检测维护等方面受地域、人员因素限制较大,且无法即时掌握风机性能等缺点,基于KKS编码、数据处理系统,以及基于C/S架构的在线监控诊断平台,建立风电机组远程监控及诊断系统。系统建立区域KDM数据中心,接入集控平台数据及CMS数据等,完成对所有接入数据的统一编码与存储。该系统可通过状态监测及性能评估掌握设备健康程度,为风电场的检修维护提供指导意见与实施方案,从而提高设备运维工作效率与风电场经营效益。     

浮式海上风电机组试验模型相似准则与风荷载模拟装置

浮式海上风电机组(FOWT)作为一门新兴的前沿学科,相关研究强烈地依赖波浪水池模型试验,模型试验结果的准确性和可靠性不仅取决于模型本身能否反映实际结构的几何与力学特征,而且取决于试验环境能否重现自然的海洋环境。因此,当前适用于FOWT波浪水池模型试验的相似准则和风荷载模拟技术研究显得尤为重要,分别针对以上两方面内容阐述了当前国内外研究现状及存在的问题,为FOWT波浪水池模型试验提供有益的借鉴。     

微电网仿真与实验系统 Ⅰ.总体设计

从设计、数学建模、仿真等方面研究了微电网仿真与实验系统,在微电网模型基础上,采用美国西部联合电网(Western Systems Coordinating Council,WSCC)3机9节点系统作为标准输电网模型,结合硬件仿真实验平台,开发出微电网仿真与实验系统。该系统包括风力发电系统、光伏发电系统、并网接入系统、模拟输配电系统、负荷和仿真实验平台。研制的仿真及实验系统能够稳定可靠运行,实验证实了模型的正确性。应用表明,系统设计合理、功能完善,各方面性能能够满足微电网仿真和实验的要求。     

Hungry Scientists（3）

Each scientist comes from a different country and orders something different for dinner. Match the scientists, countries. and meals using the clues below. （1） The Canadian orders fish. （2） The German and Susan are former schoolmates. （3） Neither Fred nor the Spanish scientist eats chicken.     

风力发电系统建模与最优功率跟踪控制

风速的随机性、间歇性及不确定性,必将导致风电场的输出功率也具有随机波动性和间歇性,风电系统的输出功率影响电网的安全稳定运行和电能质量．通过构建了以鼠笼式感应电机为发电系统的定速变桨距风力发电系统,展开功率跟踪控制系统分析．给出了风力机空气动力学特性和建模方法,建立了传动链数学模型和感应发电机的数学模型．设计了转矩控制环、速度控制环,给出了实现功率跟踪的功率控制环设计思路,仿真结果表明,该系统能实现风电系统的最优功率跟踪控制．     

报废混合励磁汽车发电机改用风力发电的设计

设计一种利用报废汽车发电机进行风力发电的系统,将废旧汽车发电机重新利用,加装部分零部件例如叶轮、偏航系统等,就能改装成非常实用小型的风力发电系统.作为偏远地区及野外的照明供电设备,价格低廉、无污染、方便实用,同时也可以将其他废旧汽车零部件如车灯应用于本系统,实现绿色循环再利用的环保理念.     

基于监督预测的风光互补发电设计

针对在高频扰动、多变化的自然环境下合理地分配风光互补发电系统各部分发出功率的问题,提出了基于监督预测的风光互补发电系统。采用滑模变结构作为风力发电系统和光伏发电系统的控制器,利用监督预测算法求解优化目标函数。实验结果表明,引入监督预测系统之后的风光互补发电系统不仅能合理跟踪负载,还可限制系统输出功率幅值,确保设备安全。     

道路压力发电系统的设计与研究

针对目前道路发电技术存在的技术复杂、造价昂贵、维护困难等问题,提出一种道路压力发电系统设计方法,主要进行了压力发电系统的结构设计。设计了承重机构、传动机构、加速及发电储电机构;设计与分析了压力发电系统的工作原理;阐述了压力发电系统的创新点。通过这一系列的设计与研究,为新型绿色能源的收集探索新的路径,为新型绿色能源的研究提供新的思路。     

鼠笼式感应风力发电系统的优化控制

构建了以鼠笼式感应电机为发电系统的大功率定速变桨距风力发电系统,实现了空气动力学子系统、机械传动链子系统、电磁子系统建模。以Matlab/Simulink为仿真研究工具,实现了各个子系统模块的设计,构建了鼠笼式感应发电机矢量控制系统,设计了转矩控制环、速度控制环和功率控制环的三闭环控制器,并完成了风力发电系统优化控制系统集成。仿真结果表明,该系统能实现大功率风能转换系统的最优控制特性跟踪,能有效解决已装机笼型感应风力发电系统的优化控制和系统改造。     

独立光伏发电系统设计讨论

结合广西的地理环境对独立式光伏发电系统的太阳能电池方阵功率、蓄电池容量、连接方式、控制器和逆变器进行了计算与设计,并对独立系统设计中的注意事项进行了分析,为今后独立式光伏发电系统的设计提供参考。     

光伏系统最大功率跟踪器的系统设计与仿真

从太阳能光伏电池输出特性出发,在传统爬山法的基础上,提出一种变步长的改进爬山算法,并且设计以Boost型升压变换器作为主电路,PIC型单片机为控制核心的MPPT控制器,利用Proteus软件对电路仿真,结果表明,控制器达到了预期的跟踪目的,进而说明改进爬山算法具有可行性和实际应用价值。