東南大學風力發電研究中心主任程明:高效高可靠風力發電機組關鍵技術_東方風力發電網
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東南大學風力發電研究中心主任程明:高效高可靠風力發電機組關鍵技術

放大字體  縮小字體 發布日期:2019-09-19   來源:北極星風力發電網  瀏覽次數:82
核心提示: “提高風電機組的運行效率和減少停運時間是關鍵和挑戰。主要圍繞三大問題,1、對變流器來說,設計精度不夠會影響到風電運行效率;2、風力發電機組耦合強、載荷波動大;3、運行可靠性低,相對來說自主風組可靠性不高。如果故障維修時間長,增加了停運時間,從這三個問題來看,高效與高可靠已經成為風電行業重大需求。”9月19日,東南大學風力發電研究中心主任程明在2019 第十二屆中國(江蘇)國際風電產業發展高峰論壇上發表了重要講話。
  “提高風電機組的運行效率和減少停運時間是關鍵和挑戰。主要圍繞三大問題,1、對變流器來說,設計精度不夠會影響到風電運行效率;2、風力發電機組耦合強、載荷波動大;3、運行可靠性低,相對來說自主風組可靠性不高。如果故障維修時間長,增加了停運時間,從這三個問題來看,高效與高可靠已經成為風電行業重大需求。”9月19日,東南大學風力發電研究中心主任程明在2019 第十二屆中國(江蘇)國際風電產業發展高峰論壇上發表了重要講話。
  以下為發言實錄:
  
  程明:各位領導,各位專家大家下午好,非常高興和各位同行、同仁們交流東大風力發電研究中心,最近在風電做了一些工作,主要圍繞高可靠給大家做一些交流。主要從這幾個方面,研究背景、技術內容和主要成果,最后簡單說一下目前在有關團隊方面的情況。
  
  首先介紹一下背景,大家都知道風電發展非常快,分布非常廣,國家風電裝置連續多年位居世界第一,這是非常了不起的成就,除了水電、火電,風電成為第三大電能來源。但是大家知道火電、水電相比風電成本比較高,也成為大規模取代化學能源的主要瓶頸。
  
  風電很難像火電、水電一樣主要運行在高效區,它是不可控的。還有風機通常安裝在荒漠、高山、海上等等,環境惡劣一旦機器故障影響發電效率,因此,提高風電機組的運行效率和減少停運時間是關鍵和挑戰。
  
  主要圍繞三大問題,1、對變流器來說,設計精度不夠會影響到風電運行效率;2、風力發電機組耦合強、載荷波動大;3、運行可靠性低,相對來說自主風組可靠性不高。如果故障維修時間長,增加了停運時間,從這三個問題來看,高效與高可靠已經成為風電行業重大需求。
  
  圍繞這樣一個目標,如何提高運行效率,如何減少停運時間來開展很多工作。
  
  下面介紹知識內容:第一個是多場耦合一體化精準設計與高校運行技術,首先、揭示了直流偏磁、渦流反作用等多要素對損耗的影響規律,建立了鐵耗新模型。提出了考慮各向異性導熱,發電機快速準確溫升計算方法。主要是兩個一個是損害和溫升的精準,保證它的效率。
  
  事情就是一個鐵耗模型,我們做了一些工作,怎么樣把損耗模型改進提出新模型,最后出來的結果與實驗更吻合。
  
  另外是溫升,大家知道,發電設備溫升制造容量的大小實際上取決于熱戶模(音)影響,這個大型要說它的溫升,特別是要把它最高溫度點說出來很難,這個溫差都是比較大的,最后把握不大,只能留的余量放大一點。我們的模式不需要反復迭代,迭代最后得到結果,這樣就很慢,我們有直接耦合,一次算下來不需要迭代。
  
  還有一個創新,為了介紹工作量,我們基本上是對稱的,半個點或者整個點鋪的面很大,有非隊形模型,只要定制最小單元取,然后什么單元什么單元取就行了,分開。
  
  另外,我們提出多場耦合,把發電機與變流器作為一體化的建模,提升了風電機組設計精度,揭示了調制策略及控制方法對發電機損耗的影響。
  
  介紹一下工作
  
  通過考慮在逆變器PWM供電條件下怎么算,我們使用埋式用磁體渦流損耗計算。再一個方面,我們提出了變流器并聯模塊協同調控方法,降低了諧波電流,再一個提出了低風速下優化控制策略,來降低變流器低風速下的損耗。
  
  還有協同優化,比如說低風速下的優化控制。
  
  冗余熱備份設計與載荷優化控制
  
  這里面我們主要撲拓相組發電機拓撲優化理論,提出了控制方法,主要圍繞可靠性;減少在轉機的波動。這里給大家快速說一下,怎么使我們減少運行損耗,我們研究了一些仿真分析和實驗的結果,這是多相組的解耦控制。通過研究,我們把轉矩降低20%以上。
  
  還有一個就是說如果你根據風能跟蹤的特別快,這樣載動力氣w會高,我們要保證它的轉波動還有葉尖速比,這樣盡量延長我使用壽命,這是一個控制的問題。最后一個就是故障層,我們前面加了一個全電信號,這個只是電壓電流工業型號,沒有額外安裝傳感器,沒有其他直接傳感器,完成就是定型化的。
  
  介紹一下:如何診斷發電機組的故障,通過定信號,但是這個不太實質,但是我這里提出來不僅診斷故障,還要診斷哪里的故障,就可以定位,這個采取一些手段和變法。
  
  最后,故障運行。
  
  最后說一下我們這方面成果,我們高校論文我們這方面很多論文,另外我已經授權了44項中國乏力和一件歐洲專利。最后簡單說一下我們風電中心的團隊,我們是一個全校性是跨校,我們介紹核心團隊就是我自己的核心團隊,我們目前一共有11位老師包括我在內,我們有一位IEEE Fellow。我們也這么多位同志,在高校團隊比較大了,還有加上研究生我們團隊目前研究生是121,加上博士是130人。我的匯報就這么多。謝謝大家。
  
  (發言根據現場速記整理,未經本人審核)
 
關鍵詞: 風電機組 變流器
 

 
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