东南大学风力发电研究中心主任程明:高效高可靠风力发电机组关键技术_东方风力发电网
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东南大学风力发电研究中心主任程明:高效高可靠风力发电机组关键技术

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-09-19   来源:北极星风力发电网  浏览次数:100
核心提示: “提高风电机组的运行效率和减少停运时间是关键和挑战。主要围绕三大问题,1、对变流器来说,设计精度不够会影响到风电运行效率;2、风力发电机组耦合强、载荷波动大;3、运行可靠性低,相对来说自主风组可靠性不高。如果故障维修时间长,增加了停运时间,从这三个问题来看,高效与高可靠已经成为风电行业重大需求。”9月19日,东南大学风力发电研究中心主任程明在2019 第十二届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛上发表了重要讲话。
  “提高风电机组的运行效率和减少停运时间是关键和挑战。主要围绕三大问题,1、对变流器来说,设计精度不够会影响到风电运行效率;2、风力发电机组耦合强、载荷波动大;3、运行可靠性低,相对来说自主风组可靠性不高。如果故障维修时间长,增加了停运时间,从这三个问题来看,高效与高可靠已经成为风电行业重大需求。”9月19日,东南大学风力发电研究中心主任程明在2019 第十二届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛上发表了重要讲话。
  以下为发言实录:
  
  程明:各位领导,各位专家大家下午好,非常高兴和各位同行、同仁们交流东大风力发电研究中心,最近在风电做了一些工作,主要围绕高可靠给大家做一些交流。主要从这几个方面,研究背景、技术内容和主要成果,最后简单说一下目前在有关团队方面的情况。
  
  首先介绍一下背景,大家都知道风电发展非常快,分布非常广,国家风电装置连续多年位居世界第一,这是非常了不起的成就,除了水电、火电,风电成为第三大电能来源。但是大家知道火电、水电相比风电成本比较高,也成为大规模取代化学能源的主要瓶颈。
  
  风电很难像火电、水电一样主要运行在高效区,它是不可控的。还有风机通常安装在荒漠、高山、海上等等,环境恶劣一旦机器故障影响发电效率,因此,提高风电机组的运行效率和减少停运时间是关键和挑战。
  
  主要围绕三大问题,1、对变流器来说,设计精度不够会影响到风电运行效率;2、风力发电机组耦合强、载荷波动大;3、运行可靠性低,相对来说自主风组可靠性不高。如果故障维修时间长,增加了停运时间,从这三个问题来看,高效与高可靠已经成为风电行业重大需求。
  
  围绕这样一个目标,如何提高运行效率,如何减少停运时间来开展很多工作。
  
  下面介绍知识内容:第一个是多场耦合一体化精准设计与高校运行技术,首先、揭示了直流偏磁、涡流反作用等多要素对损耗的影响规律,建立了铁耗新模型。提出了考虑各向异性导热,发电机快速准确温升计算方法。主要是两个一个是损害和温升的精准,保证它的效率。
  
  事情就是一个铁耗模型,我们做了一些工作,怎么样把损耗模型改进提出新模型,最后出来的结果与实验更吻合。
  
  另外是温升,大家知道,发电设备温升制造容量的大小实际上取决于热户模(音)影响,这个大型要说它的温升,特别是要把它最高温度点说出来很难,这个温差都是比较大的,最后把握不大,只能留的余量放大一点。我们的模式不需要反复迭代,迭代最后得到结果,这样就很慢,我们有直接耦合,一次算下来不需要迭代。
  
  还有一个创新,为了介绍工作量,我们基本上是对称的,半个点或者整个点铺的面很大,有非队形模型,只要定制最小单元取,然后什么单元什么单元取就行了,分开。
  
  另外,我们提出多场耦合,把发电机与变流器作为一体化的建模,提升了风电机组设计精度,揭示了调制策略及控制方法对发电机损耗的影响。
  
  介绍一下工作
  
  通过考虑在逆变器PWM供电条件下怎么算,我们使用埋式用磁体涡流损耗计算。再一个方面,我们提出了变流器并联模块协同调控方法,降低了谐波电流,再一个提出了低风速下优化控制策略,来降低变流器低风速下的损耗。
  
  还有协同优化,比如说低风速下的优化控制。
  
  冗余热备份设计与载荷优化控制
  
  这里面我们主要扑拓相组发电机拓扑优化理论,提出了控制方法,主要围绕可靠性;减少在转机的波动。这里给大家快速说一下,怎么使我们减少运行损耗,我们研究了一些仿真分析和实验的结果,这是多相组的解耦控制。通过研究,我们把转矩降低20%以上。
  
  还有一个就是说如果你根据风能跟踪的特别快,这样载动力气w会高,我们要保证它的转波动还有叶尖速比,这样尽量延长我使用寿命,这是一个控制的问题。最后一个就是故障层,我们前面加了一个全电信号,这个只是电压电流工业型号,没有额外安装传感器,没有其他直接传感器,完成就是定型化的。
  
  介绍一下:如何诊断发电机组的故障,通过定信号,但是这个不太实质,但是我这里提出来不仅诊断故障,还要诊断哪里的故障,就可以定位,这个采取一些手段和变法。
  
  最后,故障运行。
  
  最后说一下我们这方面成果,我们高校论文我们这方面很多论文,另外我已经授权了44项中国乏力和一件欧洲专利。最后简单说一下我们风电中心的团队,我们是一个全校性是跨校,我们介绍核心团队就是我自己的核心团队,我们目前一共有11位老师包括我在内,我们有一位IEEE Fellow。我们也这么多位同志,在高校团队比较大了,还有加上研究生我们团队目前研究生是121,加上博士是130人。我的汇报就这么多。谢谢大家。
  
  (发言根据现场速记整理,未经本人审核)
 
关键词: 风电机组 变流器
 

 
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