1.5MW风力发电机组降低内耗技术研究

发布时间：2017-08-03 07:14

  本文关键词：1.5MW风力发电机组降低内耗技术研究

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【摘要】：风能的不稳定性以及风电机组自身的复杂结构决定了变桨距控制对象大扰动、多变量、非线性和工况复杂的特点,常规的控制策略往往难以得到满意的控制效果。控制系统作为风力发电机组能否安全可靠运行的神经中枢,确保风电机组合理利用风能并向电网提供稳定、高质量的电能,同时对实现其风能最大捕获,减缓机组疲劳载荷,延长其使用寿命等方面起着举足轻重的作用。1.5MW风力发电机组作为现今主要的在役机型,如何降低其内耗能,提升发电量具有十分重要的经济价值。在变桨距控制领域研究建立合适的模型,优化风电机组硬件和软件控制策略,成为降低其自身内耗、提升发电量的关键因素。本文以风电机组变桨距控制及优化策略为主要研究内容,重点展开了以下研究:首先通过建立1.5MW变速变桨风力发电机组各系统的数学模型,通过对数学模型的理论分析,找出内部耗能原因,在平台中建立了各个子系统的仿真模型,为风电功率的优化控制奠定基础。其次基于风速超短期提前一步预测,求出风电机组的风速和功率预测值。将风机转速和桨矩角为控制变量,以降低风机耗能、优化风场出力为目标,在高低风速区两种情况下,建立相应的优化模型,运用智能算法求解模型的优化解,将该优化解作用于风电机组控制系统来优化风电场的性能。结果表明,与传统的线性控制策略相比,本文所提出的控制策略能够有效地减少风机电能损耗,优化风电场的出力。经过实验测得,单台风机年优化后发电量有较大提升,约为557961kWh,提升比例约为14.34%,等效满负荷小时数增加385小时。
【关键词】：风力发电 内耗能 变桨控制 节能
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 论文选题背景及意义7-8
• 1.2 相关技术国内外发展概况8-10
• 1.3 本文完成的主要工作10-11
• 第二章 昌图满井风电场生产系统概述11-15
• 2.1 风电场简介11
• 2.2 节能减排11
• 2.3 风能资源条件11-13
• 2.4 风电机组主要组成部分13
• 2.4.1 塔架13
• 2.4.2 齿轮箱系统13
• 2.4.3 发电机系统13
• 2.4.4 变桨距系统13
• 2.4.5 控制系统13
• 2.5 本章小结13-15
• 第三章 风电机组运行特性分析15-22
• 3.1 引言15
• 3.2 运行特性分析15-18
• 3.2.1 风能的计算15-16
• 3.2.2 风轮气动特性16
• 3.2.3 机械传动系统及执行机构特性16
• 3.2.4 双馈异步风力发电机运行特性分析16-18
• 3.2.5 风电机组整体运行特点18
• 3.3 变桨距控制策略研究18-21
• 3.3.1 变桨距控制原理18-20
• 3.3.2 变桨距风力发电机组的典型工况20
• 3.3.3 变桨距控制策略研究20-21
• 3.4 本章小结21-22
• 第四章 风力发电机组的内耗电因素分析及控制策略优化22-28
• 4.1 引言22
• 4.2 内耗电因素分析及降耗策略22-27
• 4.2.1 散热风扇、空调22
• 4.2.2 加热器22-23
• 4.2.3 齿轮箱油泵、水泵23
• 4.2.4 塔基触摸屏、塔筒照明和轮毂照明灯23-24
• 4.2.5 低风速段待机模式的策略优化24-27
• 4.3 本章小结27-28
• 第五章 1.5MW风力发电机变桨距控制策略优化28-31
• 5.1 变速变桨距调节控制器28-29
• 5.2 传感器模型的建立29
• 5.3 模拟变桨距执行元件29
• 5.4 PID控制器实现29-30
• 5.5 本章小结30-31
• 第六章 风电机组降内耗效益分析31-39
• 6.1 试验条件31
• 6.2 试验方法31-32
• 6.3 数据分析结果32-35
• 6.4 降内耗结果分析35-38
• 6.5 本章小结38-39
• 结论39-40
• 致谢40-41
• 参考文献41-44
• 附录44-47
• 攻读硕士学位期间研究成果47

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4 刘桦;邓良;廖晖;;水平轴风力发电机组通用动力学建模研究[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2011年度论文集（上）[C];2011年

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7 ;南车株洲所高海拔型风力发电机组入主贵州[A];《电站信息》2012年第9期[C];2012年

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10 庄严;纪国瑞;王峰;;风力发电机组的防雷与接地工艺设计(上)[A];中国农业机械工业协会风能设备分会2013年度论文集（上）[C];2013年

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