基于MWorks的双馈风力发电系统建模与仿真研究

以双馈风力发电机组为例,采用面向物理对象的建模方法,基于Modelica语言的仿真软件MWorks搭建了双馈风力发电系统的仿真模型,得到发电机功率、发电机转子转速、发电机电磁转矩、风力机转速、发电机输出电压和输出电流等重要参数曲线,为风力发电机的研究提供了模型基础。     

基于MWorks的定速风力发电系统建模与仿真研究

对风力发电系统的建模与仿真研究,是理解风力发电系统原理、优化风电机组的设计、制造及运行的关键环节。文中把面向物理对象的建模方法引入复杂的、涉及多领域、多学科的风力发电系统仿真建模,以定速风力发电机组为例,采用基于Mode lica语言的仿真软件MW orks搭建了定速风力发电机系统的仿真模型库,并进行了仿真研究,得到发电机功率、发电机转子转速、发电机电磁转矩、风力机转速、发电机输出电压和输出电流等重要参数曲线。     

风力发电机组试验台系统设计与实验

风力发电机组近年来在我国发展较为迅速,针对风力发电机组运行状态监测与维护展开的相关研究逐渐成为行业热点。因风力发电机组故障维护成本较高,许多研究者开始通过故障模拟试验平台对其进行理论和实践研究。在此背景下,设计完成了一套风力发电机组传动链故障模拟试验台,可进行风力发电机组传动链故障模拟实验及仿真研究。试验台由三相异步电动机、减速器、发电机和变频器等控制元件组成。通过变频器控制电动机模拟不平稳风速的输入,进而研究发电机输出电量参数。同时可以通过模拟传动链系统不同的故障研究其电量输出变化。试验及分析结果表明,试验台转速控制平稳,符合理论计算;且可以有效地模拟不同工况下风力发电系统的运行状态。     

基于协整分析的风电机组状态监测方法

针对风力发电机组SCADA系统受到环境及运行等因素影响[1],常常发生故障漏报和误报等问题,提出一种基于协整计算的风力发电机SCADA非平稳数据分析方法。风力发电机SCADA数据经协整计算可以获得附带风力发电机状态信息的残差,通过分析该协整残差可实现风力发电机的状态监测。取内蒙古包头市固阳县某风场1.5 MW双馈风电机组所采集的SCADA数据为研究对象,利用部分非平稳数据建立协整模型,并用一组正常运行数据以及一组已知齿轮箱故障数据对模型进行验证,结果表明,所提方法可有效抑制SCADA数据中由环境和运行引起的响应,准确识别风力发电机的运行状态,简单有效的实现风力发电机的状态监测.     

液压蓄能式风力发电机组蓄能发电系统的转速刚度的研究

在液压蓄能式风力机组故障或无风时,蓄能器组代替液压泵单独作为动力源驱动变量马达带动同步发电机继续发电。该文以600 kW液压蓄能式风力发电机组的蓄能发电系统为研究对象,建立蓄能发电系统的数学模型和仿真模型,针对蓄能器为变压力动力源和同步发电机对于变量马达恒转速输出控制的要求,提出基于容积调速的PID控制方法,并通过仿真和实验分析PID参数以及负载阶跃变化对系统转速刚度的影响规律。研究结果为蓄能发电系统的转速控制和负载加载提供理论依据与参考。     

基于DSP和神经网络的风力发电机齿轮箱远程故障诊断系统

风力发电机齿轮箱是风力发电机组中发生故障频率最多的部件.为了满足对风力发电机齿轮箱的远程状态监测和故障诊断要求,设计了以C 2000系列DSP-TMS320F2812(简称F2812)为核心处理器的风力发电机齿轮箱远程故障诊断系统.系统可以脱离上位机独立运行,利用F2812丰富的外设模块构建了系统的硬件,可以对模拟信号、转速频率信号、数字信号进行数据采集,并具有以太网、全球移动通信系统(GSM)通信功能.针对风力发电机齿轮箱常见的轴承和齿轮故障,采用了有限脉冲响应(FIR)数字滤波、快速傅里叶变换(FFT)、倒频谱、小渡分析等方法提取出故障特征.将提取的特征向量输入训练好的BP神经网络进行嵌入式故障分类和识别,得出故障的类型、部位和程度.测试表明本系统能够实现长时间在线监测,并能正确的识别出故障,特别适用于风力发电机远程在线监测和故障诊断.     

风力发电机组变桨系统的设计

为了解决风力发电机组在复杂多变的风况下,能够基本保持其发电机稳定运转的问题,将PLC、变频器技术应用到风力发电机的变桨系统中。开展了变桨系统自动控制的分析,建立了PLC、变频器和变桨电机之间的关系,利用PLC及PLC的模拟量输入模块对风电场自然风风速以及风力发电机组3片桨叶的桨距角度进行了数据信息的采集,并自动进行了内部数据的处理;然后再通过对变频器的输出控制进而控制变桨电机的工作状态,使3片桨叶旋转到与自然风风速相对应的桨距角度。在发电机能自动保持稳定运转的基础上,对其性能进行了评价。分析和验证结果表明,该系统实现了对风力发电机组变桨系统的自动控制。     

在线监测系统在风力发电机上的应用

介绍了在线监测系统在风力发电机上的运用背景及意义.通过在线监测系统在风力发电机上的工作原理和运用方式,以风力发电机的主轴为实例进行分析,达到在线监测系统能够实时监控风力发电机的目的,从而确保风力发电机能够正常安全的运行.分析结果表明:在线监测系统在风力发电机上有很大的运用前景.     

2MW风力发电机组稳态特性研究

基于经典的叶素-动量理论,考虑了叶尖损失的影响,应用GH Bladed软件对某2MW风力发电机组进行了整机模型的构建。通过对风速的设定,研究了风力发电机组的运行特性,同时对稳态功率进行了计算并拟合出关系曲线,得到了风力发电机功率、桨距角、叶轮转速、推力和扭矩随轮毂处风速的实际变化情况以及无量纲系数与叶尖速比之间的关系。所得结果验证了该风力发电机组设计参数的正确性,为同类型风力发电机组的气动设计以及控制策略的制定提供了参考。     

液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制

以液压型风力发电机组为研究对象,针对其液压调速系统恒转速输出问题,建立了定量泵-变量马达液压调速系统数学模型,得到了系统泄漏、系统压力瞬态调整和模型参数误差对机组恒转速输出的补偿控制数学模型。以数学模型为基础,给出了液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制方法。以30kV·A液压型风力发电机组实验台为仿真和实验基础,对提出的控制方法展开研究。仿真和实验结果表明,液压型风力发电机组恒转速输出补偿控制方法具有较好的控制效果,可实现机组的恒转速输出的高精度控制。     

风力发电机在线油品监测系统的设计与应用

研制一种基于风力发电机齿轮箱润滑油的在线油品监测系统,介绍了其传感器原理、硬件、软件设计方案和通讯方式.单片机与其外围电路获得监测信号后,由485通讯传输至中控室,VB6.0设计的中控软件具有各参数处理、生成趋势图、预警和报警等功能,可实现远程实时在线监控、诊断风力发电机齿轮箱润滑油的品质状态,对风力发电机齿轮箱的工况进行分析、判断,提高风力发电机设备可利用率.通过试用与化验比较,证明了系统的正确性与实用性.     

大型风力发电机组状态监测与控制技术研究

实现大型风力发电机组的状态监测与控制是确保大型风力发电场安全、有效运行的手段。文章论述了大型风力发电机组的状态监测、控制技术参数与特点,分析、设计了大型风力发电机组的状态监测与控制系统,包括该系统的功能与实现方法等。     

风力发电机组的电气控制关键技术研究与应用

研究了现阶段恒变速发电的特点,分析了风力发电机组的电气控制原理以及不同情况下对发电机规格的选择。以变速发电为重点研究内容,介绍了基于同步发电机的"直接在线"发电和基于绕线异步机的双馈发电系统,研究风力涡轮机特性以及风力发电机组的电气控制原理。为解决传统变速发电机成本较高,发电效率较低的问题,设计新型风力发电机组——锥形转子风力发电机组,能够在节约投资的基础上保证供电系统的需求。     

液压增速传动风力发电恒频控制研究

以液压型风力发电机组为对象,针对低速定量泵-高速变量马达增速传动闭式回路系统,阐释液压型风力发电机组工作原理,建立定量泵-变量马达主传动系统数学模型,搭建了37 kW液压风力发电试验平台,在系统恒流源控制基础上,应用PID控制器补偿斜盘摆角方法,分析了液压增速传动变速恒频系统的马达转速特性以及控制方法的抗干扰性能。研究表明,定量泵-变量马达液压增速传动控制系统能实现电励磁同步发电机转速稳定控制。     

基于BP神经网络控制器的风力发电机转速控制及仿真

在传统的风力发电机组中,机组相关的参数都是事先预设好的,风力发电机不会随着风速及风况的改变而进行主动调节适应。所以,在有些情况下,会出现机组调节速度过慢、超调量过大等问题。以BP神经网络为基础,使用S函数在Simulink中搭建神经网络PID仿真模型,从而实现使用BP-PID控制风力发电机转速的目的。最后通过对系统进行仿真,证明此控制方案可行,能够达到到预期效果。     

风力发电机状态监测和故障诊断技术的研究与进展

针对目前迅猛发展的风电装备缺乏有效监测诊断方法开展综述,指出其研究现状和值得研究的问题.综述风力发电机的发展现状、故障特点和诊断难点,风力发电机的装机容量和规模都在逐年扩大,目前基于振动监测的风力发电机在线诊断系统尚属空白,其运行维护费用增加以及频繁事故发生所造成的巨大损失严重影响了风电的经济效益.针对风力发电机中的主要故障部件,如齿轮箱、发电机、叶片等,介绍现有状态监测和故障诊断方法的研究现状.结合风力发电机工作在变转速、不稳定载荷等工况下的特点,指出研究重点是需要针对这一新型装备研究其故障机理和特定的诊断方法,研发适合于风力发电机特点的在线状态监测和故障诊断系统.     

浅谈风力发电机组振动状态监测与故障诊断

风力发电机组运行条件较为复杂,其设备在实际应用的过程中所受到外部激振力和振动自由度相对较多,在这种情况下,为保证发电机组能够正常、安全地运行,需要对其振动状态进行监测,并按照实际情况判断其故障,进行故障的排除。本文在研究中,首先对风力发电机组进行简单的阐述,为后文的研究提供一定的理论支撑。之后,则从风力发电机振动监测情况出发,分析在现阶段社会中较常见的几种发电机故障诊断方法,最后,则从实际角度出发,分析风力发电机组状态监测与诊断系统在实际运用过程中的重点以及难点部分。     

浅析风力发电机组振动状态监测与故障诊断

风力发电机组运行条件较为复杂,其设备在实际应用的过程中所受到外部激振力和振动自由度相对较多,在这种情况下,为保证发电机组能够正常、安全地运行,需要对其振动状态进行监测,并按照实际情况判断其故障,进行故障的排除。本文在研究中,首先对风力发电机组进行简单的阐述,为后文的研究提供一定的理论技术。之后,则从风力发电机震动监测情况出发,分析在现阶段较为常见的几种发电机故障诊断方法,最后,从实际角度出发,分析风力发电机组状态监测与诊断系统在实际运用过程中的重点以及难点。     

燃气发电机组控制系统设计

研制了一种新型的燃气发电机组控制系统,控制终端以单片机为控制核心,采用液晶显示现场参数,通过键盘实现保护参数输入,实时监测燃气发电机运行参数,解决了工业电源和发电机发电自动切换的功能,实现了燃气发电机热机、怠速、高速、正常停机和紧急刹车等控制,具有上位机远程控制、参数存储、故障显示、声光报警和系统保护等功能,现场应用效果较好。     

2MW风力发电机组稳态气动性能研究

风力发电机组的性能曲线是评价风能利用率的有效手段,是风力发电机组控制系统设计的基本依据。为提高风力发电机组风能利用率,在设计风力发电机组过程时,需要对机组气动性能进行评估。利用GH-Bladed软件的稳态分析功能,在动量理论模型的基础上,对2MW风力发电机组进行稳态情况下的气动性能进行了研究。仿真结果确定了影响风力发电机组风能利用率的主要因素,以及转矩、推力、转速等性能参数与轮毂风速的关系。研究结果表明,前期的参数设计符合理论标准,能够准确地描述该风力发电机组的运行特征,可作为后续风力发电机组优化设计的理论基础。