风力发电机组控制与检测研究平台

发布者:dq发布时间:2017-04-20浏览次数:111

风力发电机组控制与检测研究平台依托上海市重点学科电力电子与电力传动建设,主要包括7.5kW风力发电机电气控制系统实验平台、10KW双馈发电机模拟实验台,永磁同步电机并网实验系统、风力发电机液压系统实验站、大型风力发电机在线检测装置以及BLADED风力发电机组设计软件等,可以完成永磁、双馈风电机组的并网控制实验、风电机组的变桨、偏航实验,风电机组的振动模拟与检测、风电机组的设计与仿真实验,开展大型风电机组的并网控制、振动监测、可靠性分析、系统建模等方面的研究工作。目前的主要研究内容:

1.风电机组的并网及控制:通过变桨与变流系统的控制,通过合理的优化控制,降低风电机组的谐波和闪变,提高风电的电能质量,提高风电机组对电网波动的适应性;针对电网电压波动、不平衡及低电压穿越等问题,研究对风电机组的主控及变流器进行相应的适应性改造方案,控制策略及控制装置。

在中、短期功率预测的基础上,结合电网的调度命令,研究风电场的能量管理和功率调度方法。分别研究针对单台机组有功、无功功率调度的风电机组主控、变桨系统、变流器控制策略,以及风电场功率调度中的补偿电容器、SVGSVC、有载调压变压器等电压、无功调节手段的控制方法及调度预案。

2.风电机组故障检测与在线监测:过对风电机组的运行特征及电气部件、机械部分、控制部分关键状态检测数据,建立风机系统动静态故障模型集,结合风电机组振动检测及在线监测系统,建立风机系统故障演化机理及安全防御策略模型,解决风电设备故障间歇性运行问题

3.风电机组整机及大部件运行性分析:研究风电机组全寿命过程质量评估体系、方法及标准,结合传统大型机电设备运行寿命及其零部件性能失效规律的分析、研究方法,对陆地及海上风电机组整机及各部件的运行可靠性进行分析建模,提出大型风电机组整机及关键零部件故障分布规律及其寿命预测方法。

4.风电场布局优化与功率预测方法:采用粒子群等优化算法,结合WAsPWindFarmer等风电场设计仿真软件,研究风电场布局的优化设计方法;通过对多种方案的技术经济比较,确定风电场风电机组的布置方案,使风电场获得较好的发电量。

结合风电场风电机组的优化布局、风机运行的历史记录及气象资料,研究陆地及海上风电场中、短期风电功率预测方法,为风电场能量管理与功率调度提供依据。

5.齿轮箱振动测试系统:通过COMMTEST状态监测系统对齿轮箱故障进行振动信号采集,应用相关算法对采集的振动信号进行分析、诊断,得出齿轮箱故障诊断结果;系统具备在不破化齿轮箱零部件的前提下提供齿裂、轴不平衡,轴不对中、轴向窜动等故障,并且可以在正常与故障状态之间快捷灵活切换,研究方法可用于风力发电机齿轮箱系统的故障分析。

项目团队具有教授3人、副教授5人、教师6人、研究生15人;课题组依托该平台与上海电气风电公司、上海电气中央研究院等合作开展产学研合作,共同建设上海市风电工程技术中心,同时也是上海市风电创新战略联盟的主要成员;近几年,合作共同完成上海市科教兴市 “MW级风电机组产业化与2MW风电机组自主研发项目及多项国家及上海市攻关项目。