基于复合传动原理的并网型风电机组调速系统设计

设计一种适用于并网型风电机组的复合调速传动系统。该变速装置直接与风轮转子连接,通过调节液力变矩器的涡轮输出速度,液力调速传动系统可实现在不同的风速下的恒转速输出,从而实现无需增速齿轮箱和变频器的发电机恒频输出。建立所设计的液力调速传动系统SIMULINK模型,并采用美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory)的FAST(Fatigue,Aerodynamics,Structures and Turbulence)软件模拟不同风速下1.5MW风力发电机的工作情况。通过FAST和SIMULINK仿真试验,在不同风速条件下,验证设计的液力变速传动系统。     

风电场山坡地形的数值模拟研究

以典型复杂地形山坡的三维模型为研究对象,采用CFD数值模拟方法并选用SST湍流模型研究均匀来流条件下,坡度为15°、30°和45°时山坡周围流体绕流特点。对比分析不同时刻坡度不同时山坡附近不同位置处的速度分布,讨论不同坡度的山坡坡顶边缘、平台和山坡后涡运动情况和湍动能变化。研究结果表明,15°和30°的山坡坡顶风速品质较好,可考虑安装风力机;为了避免山坡后流体的强湍流流动,导致的风力机和塔架的振动,应将风力机安装在距山坡10H(H为山坡高度)后;山坡一侧可获得较好的风能,若在此处安装风力机可适当降低风力机的高度。     

试运行期间风电机组平均故障间隔时间的估计

试运行期间平均故障间隔时间(mean time between failures,MTBF)是反映风电机组可靠性的重要指标,但由于此期间的运行故障数据样本少且故障停机随机性较强,现有MTBF分析方法的误差较大。针对此种小样本估计问题和故障的随机性,提出了一种利用多台机组运行信息的MTBF估计方法。其基本思路是:根据风电机组安装及其故障数据的特点,构造具有相同配置的多台故障停机的随机截尾数据,对机组的可靠度进行Kaplan-Meier非参数估计;基于这种初步估计结果,再进行二参数威布尔(Weibull)分布拟合,并根据Weibull分布的性质计算得到机组的MTBF。该文利用北方某风电场的试运行数据,对2012年11月投产的20台风电机组进行了MTBF分析计算,结果表明该方法能够有效提高机组试运行期MTBF估计的精度。