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1、1.5MW风力发电机组增容技术应用研发项目汇报,国电宁海风力发电有限公司浙江运达风电股份有限公司,2.项目立项依据,5.研究内容及潜在风险,6.成果及主要用途,3.项目进度及总体安排,4.项目经费预算,目录,2,1.项目背景,概要,各国风力发电工业正以其不同的方式在提高风力发电的经济性，都在想方设法提高现有的技术水平，选择最优秀的设计方案。本文将提高风电机组额定容量作为研究内容，在不更换风电机组当前硬件配置的前提下，不增加机组的疲劳载荷和极限载荷条件下，权衡机组发电量和载荷的平衡，创新优化风力发电系统的智能控制方案。以提高机组经济运行水平，提高风电场出力为目标，更好地体现社会效益和企业效益。,
2、项目概要,3,经济效益分析,一台1.5MW的风电机组在应用增容技术后，可以增加60kw的发电量。每年按2800可利用小时计算，可达额定风速百分比为12%，每年增加的发电量是0.2016万kwh。按电费的市价0.61元/度计算，在乘以0.8的折算率，每台增容的风电机组较增容前可以为企业增加将近1万元的产值。在没有额外资金投入的条件下，可以取得这样经济回报，拥有非常高的投资回报率。,项目概要,4,需求分析（产业）,我国能源环境面临的挑战能源消耗规模大环境污染严重浙江省经济发展需要及省内能源结构现状常规能源不足，新能源丰富国内外风电机组控制策略优化研究的要求,项目立项依据,5,需求分析（市场）,提高
3、风电企业的经济效益本增容技术不会增加企业的额外投入，不会带来运行维护的额外支出。提高风场的发电量，同时又提高了风电机组的可利用率。增容技术有较好的可移植性，可以应用于同类机组中,项目立项依据,6,技术选择可行性分析,提高风电机组的发电功率总体上有三种方案：加长桨叶：增加风电机组载荷、需要购买更换桨叶、需要施工资金升高塔筒：增加风电机组载荷、施工难度大优化控制策略和调整控制算法，升级主控程序：不用更换硬件设备，不用额外资金投入；以通过权衡发电量和机组载荷的平衡，使机组的疲劳载荷和极限载荷维持在安全范围之内,项目立项依据,项目进度及总体安排,8,项目经费预算,9,研究内容及潜在风险,10,2、主要
4、研究内容,3、关键技术,4、创新点,5、潜在风险,1、具备的可研条件,运达公司对风力发电技术的研究已经超过20年，对风电机组控制理论的深入研究也已很多年，拥有自己完整、有效且可行的控制方案。对风电机组在运行中存在的各种问题、待解决的方案积累了大量的经验。具备各类型控制器、风机主机可作为研究对象。,11,研究内容及潜在风险,可研条件,研究内容及潜在风险,在不更换风电机组当前硬件配置的前提下，通过控制策略的优化、算法的调整。使1.5MW机组在不增加机组的疲劳载荷和极限载荷的条件下增容到1.56MW。,12,主要研究内容,增容情况下的控制策略研究增容后风电机组的输出功率、发电机的专速和转矩电流都回产
5、生变化，就需要对各自的模糊控制策略进行优化研究。从属函数、规则矩阵等控制规则的优化完善不同模糊控制之间的协调研究,13,研究内容及潜在风险,关键技术,电气系统校验、试验通过拖动试验，检测主要电气部件即发电机和变流器系统，工作在增容状态下，过载、温升等电气性能。定转子绕组热态绝缘电阻试验满足相应国标要求。变流器温升情况满足国标要求。,14,研究内容及潜在风险,关键技术,风场实际工况下增容机组发电功率试验下面两张图表，充分验证了该机组在运用了增容控制技术后，发电功率达到了预期效果，发电机额定转速维持在1800rpm，通过其他数据的记录表明机组其余各项指标都处于安全的范围之内。,15,研究内容及潜在
6、风险,关键技术,风场实际工况下增容机组发电功率试验。,16,研究内容及潜在风险,关键技术,表1 实际工况下机组增容前后数据满发工况数据,风场实际工况下增容机组发电功率试验,17,研究内容及潜在风险,关键技术,对风电机组的整体以及各部件的仿真验证对整机、主轴、主轴承、塔架、桨叶等机械部件关键部位对增加了新型控制策略进行动态仿真。校验风电机组工作在增容状态下，整机、基础及关键部位的疲劳载荷和极限载荷工作在安全范围内。,18,研究内容及潜在风险,创新点,对风电机组的整体以及各部件的仿真验证,19,研究内容及潜在风险,创新点,表2 机组增容后极限载荷与W77-抗台（未增容机组）对比表,对风电机组的整体
7、以及各部件的仿真验证,20,研究内容及潜在风险,创新点,创新优化新型控制策略转速控制方面主要通过采用模糊控制，建立转速模糊控制规则库，达到抑制发电机功率转速的超调与波动。转矩控制方面则采用基于发电机转速反馈滤波的转矩纹波控制方式，加大传动链阻尼，减低结构疲劳和极限载荷。,21,研究内容及潜在风险,创新点,创新优化新型控制策略,22,研究内容及潜在风险,创新点,提高风电机组额定容量，可能会引起风电机组的载荷增加山地地形下湍流较大，需要特别注意风电机组的控制稳定性应对策略：制定一套完整细致的验证方案，对整机以及关键部件的疲劳载荷和极限载荷的仿真验证。选择多台机组进行实际的运行验证。,23,研究内容及潜在风险,潜在风险,机组发电功率方面在额定风速以上时，实际发电功率达到1560kW，较增容前增加60kW；额定风速以下时可以保持增容前的发电功率。机组增容到1.56MW后很多关键部位疲劳载荷和极限载荷几乎没变甚至略有减小，个别部位的疲劳载荷增加很小，对风电机组没有不利影响。,24,预期成果及主要用途,成果及主要用途,谢 谢！,25,
