海上风力发电机组基础的选择

介绍了海上风力发电的发展现状,结合海上采油平台形式,对海上风电机组采用的基础定义、基础类型及其选择进行了介绍。     

基于多体动力学的双馈式风机复合主轴传动链建模与仿真分析

文章设计了风电机组的复合主轴,采用了柔性多体动力学理论对风电机组传动链进行高精度建模,建立了风电机组传动链系统拓扑结构和动力学微分方程组,构建了风电机组传动链系统的动力学数学模型,通过时域瞬态动力学分析研究各部件的力、速度、加速度等的响应,揭示了传动链的模态、阶次和共振特性。基于柔性多体动力学平台建立了风电机组传动链高精度仿真模型,对传动链的激励频率及固有频率进行模拟分析,并与通用软件计算结果及实测数据进行了对比验证。验证结果表明,柔性多体动力学仿真结果与通用软件计算结果的仿真载荷时序曲线趋势一致,且载荷均值、幅值比较一致,与动态频率的实测结果平均相差1.51%。同时设计了复合主轴,编写复合材料主轴优化程序,与传统主轴相比,重量轻、刚度更好,优化后的传动链位移、速度、加速度、载荷的极限值分别降低了1.0%,42.7%,13.8%和2.1%,表明了系统更加稳定。     

风电机组传动链柔性建模及电网故障响应特性研究

针对风电机组动态特性研究中传动链模型过于简化及对电网故障动态响应特性不足或缺失的问题。综合考虑风电机组传动链各部分的惯量、旋转阻尼、刚度特性等,采用弹簧阻尼质量建模方法,建立风电机组柔性传动链模型,分析说明柔性传动链的二阶欠阻尼系统本质及在电网故障过程中可能存在的扭矩振荡问题。首次考虑传动链柔性特性进行风电机组电网故障动态响应特性系统仿真研究,仿真结果验证理论分析的正确性。并在1.5 MW大容量风电机组上进行现场试验研究,试验结果有力支持了理论分析和仿真结果。     

海上风电机组电气火灾风险分析及其防护

为寻找有效控制海上风电机组火灾风险的技术方案,分析了海上风电机组火灾风险的特点和类型,指出了海上风电机组电气火灾防护的必要性。根据相关规范的要求和应用特点,进行了海上风电机组电气火灾防护系统的选型和设计,采用高压二氧化碳自动灭火系统,并开展了基于PLC的火灾防护控制器的开发。所开发的海上风电机组电气火灾防护系统针对重点火灾风险区域进行防护,可有效避免海上风电机组电气火灾事故造成的巨大经济损失,以较低的成本取得了较高的安全收益,具有较好的经济性和可行性。     

基于变系数滑模控制器的风电机组振动主动控制研究

基于某公司新型8 MW半直驱式风电机组传动链实际参数建立传动链机电控耦合模型，设计机侧变流器速度环变系数滑模控制器，通过采用改变控制策略来增强风电传动链抗干扰能力并减小传动链零部件横向振动。结果表明：当风电机组受到外部突变激励时，在变系数滑模控制器控制下发电机转子对速度追踪效果更好、机械部件横向振动位移显著减小且发电机电流及电磁转矩中的机械频率得到有效抑制。     

基于超级电容的海上风电机组电动变桨系统设计

变桨系统是海上风电机组的核心部件,对机组安全运行具有十分重要的作用。液压变桨系统存在漏油等问题,蓄电池电动变桨系统存在电池的低温性能差、使用寿命短等问题。文章探讨了使用超级电容作为后备电源的电动变桨系统的设计,并对蓄电池与超级电容进行了比较分析。用超级电容作为海上风电机组电动变桨系统的后备电源,可充分发挥超级电容耐低温、寿命长的特性,提高风机安全性和运行效率,降低海上风电机组的维护成本。通过分析变桨系统力矩,对超级电容电动变桨系统的选择进行了理论计算和推导,并进行了实际测试,为海上风电机组电动变桨系统后备电源的设计提供了有效方法。     

TORQUE CONTROL STRATEGY RESEARCH OF LARGE-SCALE VSPR WIND TURBINE

针对兆瓦级变速变距风电机组的转矩控制提出一种基于转矩阻尼控制器和RBF神经网络PID整定的智能参数优化方法.该方法采用模态线性化过程进行被控对象模型提取,经Campell模态分析后,对多人多出线性空间被控对象进行PID转矩控制器的设计及参数优化,最后对3MW海上风电机组进行控制系统的设计验证.结果显示:传动链阻尼器的设计使得传动系统扭矩波动明显减小;采用RBF神经网络整定的PID控制参数,使系统的快速性好、自适应能力强,具有良好的控制品质.     

风电机组动态仿真平台设计方法研究

本文主要介绍风电机组动态仿真平台的设计方法,基于对风电机组系统的理解,对风电机组运动模型采用多学科耦合建模,建立机组控制和传动系分析方法。并结合控制软件,以整机参数化总体框架模型为基础,定义风电机组传动链动力学模型库,气动、水动、控制、电控多学科耦合接口以及进行模拟。可系统间耦合求解,进行仿真动态载荷和性能评估。该方法实用,可以方便地连接风电机组硬件子系统。它为风电机组性能评估和核心构件的创新设计选型/定型等验证提供了一种新的方法和理念。大大减少了设计和维护成本,降低了直接上机所带来的一些风险。     

海上风电防腐蚀研究现状与前景

近年来,海上风电技术在全世界范围内迅速发展,作为能源系统去碳化和实现零排放的关键技术之一,海上风电的地位日趋重要.我国的海上风能资源丰富,但风电机组在高盐雾、高湿度、长日照、微生物附着等苛刻的海洋环境中长期运行时,面临着严峻的腐蚀挑战.本文从风电机组组成的角度出发,综述了目前行业内对风电机组各部位的腐蚀防护研究情况,并...     

基于深度强化学习的海上风电机组状态维护与备件库存联合优化

维护与备件库存管理是海上风电运维的两个密不可分的关键环节。为提高海上风电机组设计寿命周期内的运维经济性，构建状态维护与备件库存联合优化策略。首先，将海上风电机组构建为由叶片、齿轮箱、电气、偏航、轮毂、制动、传动链、发电机8个子系统组成的系统，然后将各子系统的劣化过程构建为多状态马尔可夫随机过程，建立维护与备件库存的交互模型，其中包括被动维护时间与随机故障以及备件库存的关系、备件库存对维护活动的影响等。随后，设计子系统的劣化状态与备件库存状态、状态检修动作与备件订购的表征方法，并以此形成深度强化学习Dueling DQN的框架，通过对深度网络的迭代训练，求解海上风电机组的最优维护与备件订购决策序列。最后，以某海上风电场内的风电机组为例，验证所提联合优化方法的优越性，并讨论强化学习的探索率、风电场的可达率对运维成本的影响。     

考虑风电机组传动链疲劳载荷的常态化惯量响应方法

风电机组参与系统惯量响应能够提高频率稳定性，但其传动链的疲劳载荷会显著增加不利于长时间稳定运行。为使风电机组能够进行常态化惯量响应，提出考虑传动链疲劳载荷的惯量控制方法，首先根据风电机组动力学特征建立其状态空间方程，再推导调频控制量与传动链扭矩波动的关系，通过疲劳载荷最小化和惯量响应出力范围约束实时求解风电机组功率参考值，通过每个积分步长上的功率调节同时实现疲劳载荷最小化和惯量响应能力的最大化，最后通过仿真对提出的方法进行验证。     

桁架式支撑结构海上风电机组研究

本文基于国际能源署(IEA)课题30"海上风电机组动态学仿真软件和模型的比较"项目第一阶段桁架式支撑结构的海上风电机组仿真结果,针对海上风电模型复杂的特点,给出桁架式支撑结构细节,研究用BladedV3.80建立桁架式支撑结构的海上风电机组模型。与其他软件建立的模型比较质量和模态,验证海上风电机组的模型。     

欧洲海上风电的发展

介绍了欧洲海上风电的开发阶段、海上风电技术发展的里程碑;从海上风资源评估、风电机组、海上风电场设计和并网等方面论述了海上风电的主要技术特点;比较了海上和陆上风电的成本结构,并根据已建成的海上风电项目的投资成本数据,分析了海上风电的经济性.     

海上智能风电机组来了

正Smart Offshore Wind Turbine远景能源一款4兆瓦海上智能风电机组近期屡获订单,这可能预示着智能机组将成为未来海上风电机组选型的一种趋势。远景能源的4兆瓦海上智能风机组近期屡获订单,其中包括江苏东潮间带130兆瓦风电项目。一位在和远景能源洽谈购买意向的"业主这样告诉记者:"江苏潮间带海上风场是我国海上风电装机量最大的区域     

我国潮间带风电发展概况

虽然我国第一台海上风电机组并非安装在潮间带地区,但在经历了5年左右的发展后,潮间带风电项目在我国海上风电项目中占据了主流地位。因此,若想对我国海上风电发展有一个清晰的认识,对潮间带风电的了解显得非常重要。     

考虑时间窗约束的海上风电机组运维方案优化

降低运维成本是保障海上风电经济效益的关键,运维方案优化对降低海上风电机组运维成本和提高发电量起着双重作用。根据风电机组零部件的可靠度模型,计算出每台风电机组最佳维修时机对应的时间窗,考虑提前维修和故障后维修的经济损失,建立包含时间窗约束的海上风电机组运维方案优化模型,然后设计基于参数优化的改进遗传算法计算出最优运维方案。最后采用某海上风电场内风电机组运维案例验证模型和算法,结果表明考虑时间窗约束的运维方案可大幅度提高海上风电的经济效益,改进遗传算法比传统遗传算法具有更强的寻优能力。     

全钢型负压筒式海上风电机组基础结构的监测参数预报

针对东海海域首个配备监测系统的全钢型负压筒式海上风电机组进行数值模拟研究。首先对海洋环境载荷进行分析，分别建立全钢型负压筒基础模型和主体钢结构模型，采用叠加法计算风电机组的倾角变形；并对不同工况下负压筒和结构的监测量进行数值模拟，最终分析所有测点监测参数的变化范围，从而确定实时监测报警系统参数阈值，并进行报警分析，可为海上风电机组的运维安全提供参考。     

首个国家海上风电场全部风电机组完成安装

<正>国内风电设备龙头企业华锐风电3月3日宣布,随着第34台风电机组近期与海上基础承台对接,我国首个国家海上风电示范项目——上海东海大桥10×104kW海上风电示范项目所有3MW海上风电机组整体安装成功。该项目位于东海大桥东侧的上海市海域,总装机容量102MW,全部采用华锐风电自主研发的34台3MW海上风电机组。     

纳米重防腐涂料在海上风力发电机组中的应用研究

海上风力发电作为近年来快速发展的可再生能源,受到了越来越多的重视,根据我国国家能源局印发的《风电发展"十三五"规划》,指出到2020年底风电累计并网装机容量确保达到2.1亿kW以上,其中海上风电并网装机容量达到500万kW以上。同时,海上风电设备面临着温度、日照、冲刷、盐分、含氧量、微生物附着等复杂的腐蚀环境,环境因素变化很大,这对海上风电的寿命提出了巨大的挑战,只有对海上风电腐蚀机理进行系统研究,才能提出系统的解决腐蚀的办法。通过实验室及现场研究手段,探索研究纳米重防腐材料在面临海洋腐蚀环境的腐蚀机理研究,探究符合工况的纳米重防腐涂料的制造工艺技术,分析评价重防腐材料应用在海上风力发电机组中腐蚀防护效果,提出系统解决腐蚀问题路径,减少风电设备检修频次,对我国海上风力发电设备的长寿命防护具有重要的意义。     

大容量风电机组技术发展动态研究

海上风电的快速发展极大地促进了大容量风电机组的商业化。大容量风电机组的设计制造应用了许多新技术、新材料和新工艺,引领着未来风电机组技术的发展方向。本文通过对国内外十余种大容量风电机组技术特点的研究,归纳总结了风电机组技术发展的新趋势,以期为我国风电机组的研发设计工作提供参考。