交流勵磁風力發(fā)電技術講稿學習教案

1、會計學1交流勵磁風力發(fā)電技術交流勵磁風力發(fā)電技術(jsh)講稿講稿第一頁，共46頁。風力發(fā)電方式從 定槳距恒速恒頻 發(fā)展到 變槳距變速恒頻技術(jsh)目的最大風能捕獲提高風能采集、利用程度提高風電機組運行效率 第1頁/共45頁第二頁，共46頁。變速(bin s)恒頻風力發(fā)電機理風能利用系數(shù) Pw通過槳葉旋轉(xunzhun)面積的功率 Pm風力機吸收輸出的機械功率葉尖速比（槳葉尖線速度與風速之比） R槳葉半徑 v風速 槳葉旋轉(xunzhun)角速度 風能利用率與葉尖速比的 關系只有特定的葉尖速比下， 風能利用系數(shù)最大/pmWCPP/Rv第2頁/共45頁第三頁，共46頁。風力機輸出功率與轉速

2、(zhun s)關系每一風速下，一定轉速時才能(cinng)有最大功率輸出定槳距風力機恒轉速下只有一種風速各種風速下最大功率點連線為最佳功率曲線各種風速下均能獲得最大風能，發(fā)電機必須變速運行風力機輸出功率特性3o p tmPK第3頁/共45頁第四頁，共46頁。變速(bin s)恒頻發(fā)電類型(1)交-直-交變換(binhun)方式（直驅式）變頻器全功率(gngl) 第4頁/共45頁第五頁，共46頁。變速(bin s)恒頻發(fā)電類型(2)交流勵磁(l c)方式（雙饋式）繞線式異步發(fā)電機轉子(zhun z)繞組變頻器勵磁變頻器只需提供轉差功率 第5頁/共45頁第六頁，共46頁。關鍵技術雙饋風電單機組(

3、jz)控制關鍵技術風電場控制(kngzh)與接入電網(wǎng)關鍵技術第6頁/共45頁第七頁，共46頁。四象限變頻器交流勵磁 控制器風力發(fā)電 控制器增速齒輪漿距控制器風速電網(wǎng)PQ變換器部分風力發(fā)電控制部分單機組電控系統(tǒng)的組成及作用 按主控命令控制(kngzh)發(fā)電機的阻力 轉矩 恒定發(fā)電機的輸出頻率發(fā)出輸入轉矩與輸出轉矩的指令，控制發(fā)電機調(diào)速 完成(wn chng)最大功率跟蹤第7頁/共45頁第八頁，共46頁?；竟ぷ髟?2sfff第8頁/共45頁第九頁，共46頁。雙饋發(fā)電機矢量控制技術控制策略-轉子側變換器實現(xiàn)(shxin)P、Q 的解耦控制第9頁/共45頁第十頁，共46頁。控制策略-網(wǎng)側變換器穩(wěn)定

4、(wndng)電容電壓控制，實現(xiàn)雙PWM 變換器間的解耦雙饋發(fā)電機矢量控制技術第10頁/共45頁第十一頁，共46頁。單機組控制關鍵技術概況雙PWM變換器協(xié)調(diào)控制及有功無功(w n)解耦控制機組(jz)低電壓穿越控制技術雙饋電機在亞同步(tngb)-同步(tngb)-超同步(tngb)下過渡控制問題機組過速、過電壓控制問題有功-無功功率運行邊界及控制策略電能質(zhì)量控制技術機組控制系統(tǒng)與風電場繼電保護、監(jiān)控、調(diào)度等之間接口與配合問題最大風能捕獲技術研究第11頁/共45頁第十二頁，共46頁。單機組控制關鍵技術舉例最大功率跟蹤原理性的方法：按風速(fn s)及最佳功率曲線得到發(fā)電功率P，對變換器發(fā)出P指

5、令風速(fn s)信號P指令(zhlng)技術研究第12頁/共45頁第十三頁，共46頁。單機組控制關鍵技術舉例最大功率跟蹤轉速(zhun s)信號P指令(zhlng)風速(fn s)信號只控制機組的切入、切出風速信號一種逼近過程控制方法技術研究第13頁/共45頁第十四頁，共46頁。單機組控制關鍵技術亞、同、超同步過渡控制亞同步(tngb)狀態(tài)同步狀態(tài)(zhungti)是不穩(wěn)定態(tài)需要(xyo)主控制與變換器協(xié)調(diào)控制技術研究超同步狀態(tài)第14頁/共45頁第十五頁，共46頁。單機組控制關鍵技術舉例機組過速控制機組(jz)過速變換器達到P最大功率(gngl)邊界主控制與變換器協(xié)調(diào)控制切變換器、投入(tu

6、r)CROBAR、調(diào)槳等等技術研究第15頁/共45頁第十六頁，共46頁。風電場控制與接入電網(wǎng)關鍵技術單機組電控接入風電場監(jiān)控系統(tǒng)(xtng)及相互間協(xié)調(diào)控制技術電網(wǎng)(dinwng)異常工況下風電不脫網(wǎng)控制技術風電并網(wǎng)引起(ynq)的電網(wǎng)穩(wěn)定性問題、可靠性問題評價電網(wǎng)接納風電能力的研究技術研究風電機組的遠程監(jiān)控技術第16頁/共45頁第十七頁，共46頁。 PWM齒輪箱雙饋發(fā)電機槳葉雙PWM變換器 PWMM風電場內(nèi)部(nib)電網(wǎng)大電網(wǎng)(dinwng)風場模型(mxng)風力機模型齒輪箱模型發(fā)電機模型變換器模型電網(wǎng)模型 PWM齒輪箱雙饋發(fā)電機槳葉雙PWM變換器 PWMM離線仿真-各元件數(shù)學建模變槳系

7、統(tǒng)模型 技術研究第17頁/共45頁第十八頁，共46頁。離線仿真-穩(wěn)態(tài)工作點仿真技術研究第18頁/共45頁第十九頁，共46頁。第19頁/共45頁第二十頁，共46頁。離線仿真-動態(tài)特性仿真技術研究第20頁/共45頁第二十一頁，共46頁。第21頁/共45頁第二十二頁，共46頁。離線仿真-離網(wǎng)時發(fā)電機勵磁特性仿真技術研究第22頁/共45頁第二十三頁，共46頁。第23頁/共45頁第二十四頁，共46頁。離線仿真-并網(wǎng)和發(fā)電機加載運行仿真技術研究第24頁/共45頁第二十五頁，共46頁。第25頁/共45頁第二十六頁，共46頁。離線仿真-調(diào)槳系統(tǒng)技術研究第26頁/共45頁第二十七頁，共46頁。第27頁/共45頁

8、第二十八頁，共46頁。硬件在回路實時仿真-原理框圖虛擬(xn)風場虛擬(xn)風力機直流調(diào)速控制器直流電機(dinj)雙饋發(fā)電機并聯(lián)上網(wǎng)基于dSPACE的電控系統(tǒng)變換器與主控制器建立風場數(shù)學模型建立風力機數(shù)學模型技術研究第28頁/共45頁第二十九頁，共46頁。160kW硬件在回路實時仿真平臺技術研究第29頁/共45頁第三十頁，共46頁。主控制器供 電 電 源數(shù)字輸入高速輸入PT100 輸入電網(wǎng)測量輸入數(shù)字輸出模擬輸入模擬輸出HMIUPS狀態(tài)站點通訊振動傳感器Modem主控制器開發(fā)-硬件主控制器硬件結構第30頁/共45頁第三十一頁，共46頁。主控制器開發(fā)-硬件風場監(jiān)控系統(tǒng)結構第31頁/共45頁第

9、三十二頁，共46頁。主控制器開發(fā)-硬件主控柜第32頁/共45頁第三十三頁，共46頁。系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)監(jiān)視和數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)代碼（對風電系統(tǒng)的異常情況進行處理）運行流程制動控制系統(tǒng)偏航控制系統(tǒng)液壓控制系統(tǒng)溫度控制系統(tǒng)電網(wǎng)監(jiān)視變槳系統(tǒng)風影控制噪音消除報警系統(tǒng)可利用率計算系統(tǒng)通信設置Modem通信功率曲線繪制費率計算理論功率曲線SCADA系統(tǒng)手動操作參數(shù)設置菜單模塊化設計(shj) 主控制器開發(fā)-軟件主控制器軟件總體結構圖集成(j chn)單機組控制、多機組控制關鍵技術的軟件總體架構第33頁/共45頁第三十四頁，共46頁。啟動(qdng)區(qū)最大風能(fn nn)捕獲區(qū)恒速區(qū)恒功率(gngl)區(qū)降額功率輸出區(qū)

10、停止區(qū)主控制器開發(fā)-軟件功率與風速關系曲線第34頁/共45頁第三十五頁，共46頁。變換器開發(fā)-硬件1.25MW變頻器柜第35頁/共45頁第三十六頁，共46頁。變換器開發(fā)-軟件 變換器運行預充電過程第36頁/共45頁第三十七頁，共46頁。 變換器運行自充電過程變換器開發(fā)-軟件第37頁/共45頁第三十八頁，共46頁。 變換器運行亞同步運行狀態(tài) 變換器開發(fā)-軟件第38頁/共45頁第三十九頁，共46頁。 變換器運行超同步運行狀態(tài) 變換器開發(fā)-軟件第39頁/共45頁第四十頁，共46頁。定子(dngz)電壓定子(dngz)電流轉子(zhun z)電流有功功率無功功率直流側電壓轉速變換器開發(fā)-軟件 硬件在回路測試結果 第40頁/共45頁第四十一頁，共46頁。直流側電壓(diny)電網(wǎng)(dinwng)側電壓網(wǎng)側變換器電流(dinli) 硬件在回路測試結果 變換器開發(fā)-軟件第41頁/共45頁第四十二頁，共46頁。1.25MW 雙饋風電機組變流器柜與控制柜第42頁/共45頁第四十三頁，共46頁。運行中的1.25MW雙饋風電機組第43頁/共45頁第四十四頁，共46頁。ENDTHANK YOU!第44頁/共45頁第四十五頁，共46頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結會計學。R槳葉半徑(bnjng)