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.     

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.     

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。     

风电机组运行功率特性原理验证型实验开发

为了方便学生对风电机组工作原理的学习,开发了基于运行数据的机组功率特性原理验证型实验.该实验基于云平台进行运行数据分析,并利用采集的离线SCADA监控数据,通过数据统计分析方法,提取不同工况下机组功率以及转矩特性曲线.该实验能够帮助学生理解和掌握风力发电的基本控制逻辑机理和工作特点,该实验平台可广泛用于新能源学科与工程...     

数据处理技术在风电机组故障诊断及预警中的应用研究

基于Storm集群数据处理架构、Spark内存批处理技术,建立风电机组传动系统、齿轮箱的故障诊断与预警模型,运用Spark并行计算的RDD-NB(分布式数据集)算法、RDD-BP(反向传播)算法,分别对风电机组系统的执行做出故障诊断和故障预警,实验结果得出,该方案可自动计算机组运行状态的特征值,将多种特征值进行逻辑组合...     

在役风电机组叶片失效原因流程分析

风电机组叶片的高可靠性是机组稳定高效运行的基础和关键,但是兆瓦级大型风电机组叶片(下简称叶片)失效故障时常发生,造成能源浪费,企业成本增加,国家重大工程进程受阻等恶劣影响.通过对大量叶片失效案例进行深层次的剖析,结合失效理论,建立了现场勘测、诊断分析和事后处理三个阶段整理出叶片失效分析方法及流程,围绕了机组运行数据、环...     

基于主控逻辑的风电机组叶片断裂原因分析

梳理了风电机组的运行流程,并阐述了主控系统与主控逻辑对风电机组安全运行的重要性,提出从主控逻辑是否完善的角度对机组叶片断裂事故进行原因分析.当排除叶片制造质量问题或风速超过限值、失速、电气故障或是否遭受雷击等外因后,可从机组主控系统控制逻辑出发,分析机组本身是否存在控制方面的重大安全隐患,结合机组的运行数据记录和控制系...     

不同风电机组对电力系统暂态电压稳定性的影响分析

针对负荷波动情况,分析3种常见风电机组的结构特点;利用MATLAB的电力系统分析工具箱PSAT建立了含风电场的14节点算例系统,通过时域仿真研究了相同节点接入不同风电机组对电力系统电压稳定性的影响,对3种机组及其系统的暂态电压稳定性进行了分析对比;讨论了负荷增长方式的不同、风机接入方式的不同对风电并网点电压稳定性的影响。结果表明:负荷增长倍数越大、负荷同时增长、风机分散接入加剧了系统电压的不稳定。     

风电机组电驱独立变桨距实训平台开发

为模拟风力发电机组的变桨过程和故障发生状态,开发了电驱独立变桨距实训平台.该实训平台分为变桨控制系统人机交互操作台和变桨执行台两个单元.通过实时监控软件对平台性能测试和分析,验证了该平台可良好完成运行状态.该实训平台可帮助学员熟悉了解独立变桨距系统的机械组件和电气原理,模拟真实工况下故障发生场景,用于高校教学培训和入职...     

安装角与定桨距风电机组功率曲线优化

失速调节是定桨距风电机组控制功率输出,避免过载的控制方式。风力发电企业生产过程中经常出现实际功率曲线与理论功率曲线出现较大偏差的情况,对于夏、冬季温差较大地区,冬季时由于空气密度大,过发频繁,对机组的安全造成威胁。定桨距风电机组的功率曲线与安装角相关。风力发电企业可根据不同的空气密度,通过调整安装角来优化功率曲线。在一定范围内安装角增大;输出功率增大,反之亦然。     

高职院校《风电机组检测与控制》课程教学方法初探

高职院校《风电机组检测与控制》课程的教学,应在充分了解社会需求与地方产业特色基础上制定教学目标,紧扣教学目标确定教学内容。以培养学生职业能力为核心,以学生实践教学为主线,构建典型工作任务导向的教学方法体系,并基于典型工作任务改革考核方法。     

基于小波理论分析的风电机组故障诊断系统研究

该研究中以小波包分析法为系统网络,较好的处理了用电故障信号富含的频率(高频、低频)关系,使得故障信号更加准确,改善了传统系统智能水平低下等问题。     

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。