定桨距风力发电机组发电性能提升技术研究

针对我国高原地区多数定桨距风力发电机组长期处于欠发状态,发电性能未达到设计要求的问题,对定桨距风电机组发电性能提升技术进行了研究,结合高原地区空气密度低、温差大等环境特性,提出了一种桨叶加装加长节技术,通过在桨叶根部加装加长节的方式增大了风轮扫略面积,从而提升了机组发电性能,利用Bladed软件仿真不同长度的加长节,进行了经济效益、载荷计算和强度校核分析,获得了最优加长节长度为650 mm。研究结果表明:桨叶加长节技术实施后,通过连续一年采集发电数据,获得机组年发电量的增益率为8.64%,静态投资期约3年,机组寿命期内发电量增益约168万元,具有很好的经济性和推广性,可为我国定桨距风力发电机组发电性能提升技术研究提供一定的参考。     

液压型风力发电机组低速性能仿真研究

为了实现风力发电机组在较低风速时对风能的利用,提出了一种大功率低速大扭矩径向柱塞泵以代替传统定量泵进行低速性能研究。介绍了液压型风力发电机组工作原理,建立了定桨距型风力机和定量泵-并联变量马达主传动系统数学模型,利用AMEsim软件进行了液压型风力发电机组仿真分析,结果表明在低风速下该机组效率可达85%,输出功率范围较大,接近传统机组。同时采用间接流量反馈加上直接转速闭环控制方式可实现变量马达恒转速输出发电。     

变速变桨距双馈风力发电技术研究

大型风力发电机组多具有变速变桨距功能,能够通过控制桨距角来调节机组的功率输出,使整个风力机的功率控制更为有效.通过对变速变桨距双馈风力发电机组的控制策略进行详细分析,给出了变速变桨距风力发电机组的MATLAB仿真波形,仿真结果验证了控制策略的正确性与可行性.     

2000～2007年风力发电设备市场评估及2010年综合预测

风电设备概述 风机是基本的风能转换设备,按主轴装置形式大致可分两大类：垂直轴风力机（转轴与来流方向垂直）、水平轴风力机（转轴与来流方向垂直）。目前较常用的大型机组为水平轴风力发电机,其主要有定桨距失速调节型和变桨距调节型两大类。对水平轴风力机而言,当风流经过叶片表面时,由于流经上下表面速度不同,形成压差产生气动力,这种气动力就使得叶片绕轮毂转动。风力发电机就是利用叶片转动的动力经调速装置增速稳定后,驱动发电机工作达到发电目的。     

双排涡流发生器高度参数对风力机气动性能影响的研究

为了研究双排涡流发生器高度参数对风力机气动性能的影响,以NREL Phase VI风力机叶片为模型,采用CFD方法分别对加装单排涡流发生器、不同高度参数双排涡流发生器共10种模型进行模拟,分析其在不同风速、转速下对风力机叶片气动性能的影响。计算结果表明,所有不同高度参数双排涡流发生器在不同转速、来流风速时,均能提升风力机叶片气动性能,改善风力机流场。其中,第一排涡流发生器与第二排涡流发生器高度差越大时,双排涡流发生器整体流动控制效果最好,即最佳高度参数Case 4(第一排涡流发生器高度3 mm,第二排涡流发生器高度9 mm)前低后高组合。同时,最佳高度参数双排涡流发生器和单排涡流发生器相比能进一步延迟流动分离,取得更好的流动控制效果。     

考虑转捩的风力机涡流发生器数值模拟

涡流发生器能够有效抑制风力机气流分离、延迟失速,转捩对其性能具有重要的影响。采用考虑了转捩效应的Gamma-Theta转捩模型,对安装有涡流发生器的DU91-W2-250叶片微段进行三维非定常计算,研究转捩对风力机涡流发生器气动性能的影响,和涡流发生器的转捩规律。结果表明:全湍流模型模拟的升力值偏低、阻力值偏高,升力系数最大误差达23.1%,升阻比最大误差达51.8%,Gamma-Theta转捩模型则能够更准确地模拟涡流发生器的气动性能,升力系数最大误差仅有7.9%;涡流发生器使叶片表面具有明显的三维转捩现象,其内部转捩效应更加明显,抑制气流分离效应更加有效;转捩使叶片分离区域变小,叶片失速延迟更加明显,分离得到有效控制。     

风切变等风况特性对风力发电机组载荷影响研究

为了保证风电机组定场址安全性复核时对边界条件的正确选取,更好地保障机组的安全性,基于Bladed软件,以某双馈风力发电机组为例,分析不同风切变、入流角和对风误差等风况特性对风力发电机组关键部位载荷的影响.研究结果表明,叶片摆振与塔架俯仰载荷对对风误差、风切变与入流角敏感度较低,而叶片挥舞与塔架倾覆载荷受对风误差、风切变...     

浅谈液压系统在风力发电机中的应用

风能作为一种新型的、绿色的可再生能源,日益受到各国政府的关注和重视.风力发电技术在世界范围内得到了较为广泛的使用和迅速发展,风力发电机也逐渐向大型化、商业化发展.变桨距和偏航以及制动系统是风力发电机组的重要组成部分,直接影响机组对风能的利用效率和整机性能.本文就有关液压系统在风力发电机中所发挥的作用进行了阐述.     

风力发电机组变桨控制系统分析

介绍了风力发电机组变桨系统的工作原理;研究了兆瓦级风力发电机组变桨距控制机构,对液压变桨距机构和电变桨机构的结构和各部分的功能作用做了详细的分析。     

基于特征提取的大型风力机械变桨距实时控制方法

复杂的地形会导致风力机械变桨距受到外界因素的影响,导致自身控制效果差,为提升变桨距实时控制效果,提出了基于特征提取的大型风力机械变桨距实时控制方法。该方法分析了变桨距动力学特性及风力机组传动系统的性能,为后续控制效果提供了重要信息基础,基于分析结果提取了变桨距运行数据特征,并根据提取的特征信息,建立了变桨距角位置闭环数学控制模型,利用该模型实现变桨距的自动控制。通过对该方法进行变桨距输出功率测试及变桨距控制性能与实际结果对比测试,验证了该方法的控制效果最佳。     

神经网络模型参考控制在风力发电机组变桨距系统的应用

变桨距系统是风力发电机组研究的关键部分。针对变速变距型风力发电机组的液压驱动式变距执行机构,提出了基于神经网络模型参考的PID变桨距控制方法,以解决变桨距机构的非线性、参数时变性、抗干扰和滞后性控制问题。     

信息

近期我国发展大型风电机组的研制开发目标经过业内专家研讨和论证,针对“十一五”期间我国风电产业发展方向、规划安排和重点任务,以及现有的技术状况,今后我国大力发展大型风电机组的重点将是,努力掌握大型风力发电机组核心关键技术,包括总体设计、总装技术及关键部件的设计制造技术等,整机技术路线将以目前欧洲国家流行的变桨变速的双馈异步发电型、低速永磁同步发电型为主。具体研制开发目标和方向大体是:研制开发符合依托工程张北风电场气候条件的2.5MW级变速变桨距风力发电机组;国产化率达80%以上,叶片、电控与变流器、发电机、齿轮箱…     

风电机组液压独立变桨距系统的设计与分析

液压独立变桨距系统作为大型风力发电机组控制系统的关键部分,对机组的安全、稳定、高效运行具有十分重要的作用。该文简述了风力机液压独立变桨距系统的原理及特点,采用了带实时故障排除的液压冗余型电液伺服变桨距执行机构;计算分析了桨叶的驱动力矩及液压缸的负载力。     

《新能源发电技术》课程中风力发电的现状与前景

风力发电技术是把风能转变为电能的技术。通过风力发电机实现,利用风力带动风车叶片旋转,再透过增速机将旋转的速度提升,来促使发电机发电。在能源短缺和环境趋向恶化的今天,风能作为一种可再生清洁能源,日益为世界各国所重视和开发。由于风能开发有着巨大的经济、社会、环保价值和发前景,近20年来风电技术有了巨大的进步,风电开发在各种能源开发中增速最快。与风电发达国家相比,中国在风力发电机制造技术和风力发电控制技术方面存在较大差距,目前国内只掌握了定桨距风机的制造技术和刚刚投入应用的兆瓦级永磁直驱同步发电机技术,在风机的大型化、变桨距控制、主动失速控制、变速恒频等先进风电技术方面还有待进一步研究和应用不管怎么说,风力发电技术已经愈加成熟,风力发电控制技术也更加完善,总之风力发电前景广阔,我国对风力发电的研究也会更加深入。     

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。     

基于风况的风力发电机组选型设计

为解决目前风力发电行业机组设计和选型存在的较多问题.本研究以风况各参数作为关键依据,结合风资源测量技术,将风况分析应用到机组选型设计中.通过对风况各参数的分析,确定风况与风力发电机组性能和载荷的关系,提出了基了:风场实际风况的风力发电机组选型设计方法.利用先进的风力发电机组专用设计软件进行了机组在各工况下的载荷分析,结...     

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。     

基于Automation Studio的风力发电变桨距液压系统的仿真分析

变桨机构通过调节风机叶片的节距角来保证风机在多变的环境下稳定运行。变桨距系统利用曲柄连杆机构与叶片连接,实现直线往复运动与旋转运动的转换。介绍了风力发电机组变桨距液压系统的工作原理;运用Automation Studio软件对变桨距液压系统进行建模和仿真分析,形象直观的展示风机在各种工况下的状态,检验流量、压力和液压缸伸缩速度等参数的实时数值是否满足工程需求,为更深层次的仿真研究和系统优化提供了理论依据。     

双馈风力发电机组并网系统故障特性仿真研究

针对双馈风力发电机组(DFIG)并网系统故障特性进行研究,以并网系统发生三相短路为例进行仿真分析。在分析双馈风力发电机组整体模型结构的基础上,研究桨距角及网侧变流器的控制策略,并搭建相应模型。最后,在Matlab/Simulink仿真平台上搭建模型进行仿真研究,通过对并网系统进行故障仿真分析,以验证双馈风电机组具有一定的动态适应能力及所用控制策略的有效性。     

水平轴海流能发电机组独立变桨非对称载荷控制方法

海流的湍流特性、剪切作用等会在叶轮平面内引起非对称载荷。以120 kW水平轴海流能发电机组为对象,对基于Fuzzy PID参数自整定的独立变桨载荷控制策略进行研究以降低叶轮的非对称载荷。建立叶片旋转坐标系和叶轮固定坐标系,将叶片所受力和力矩转换到叶轮,得到叶轮的俯仰力矩和偏航力矩。对线性化后的机组载荷模型进行Coleman变换,将叶根弯矩变换到d-q坐标系,从而完成叶轮俯仰力矩和偏航力矩的解耦,独立变桨控制系统简化为SISO系统。桨距角控制器通过Fuzzy PID控制得到d-q坐标系下的桨距角输出信号,并经Coleman逆变换后输出给变桨执行机构,实现独立变桨。最后基于建立的海流发电机组Matlab/Simulink模型,对控制策略进行了仿真研究,仿真结果表明所提载荷控制方法可以有效地降低机组的非对称性载荷。