关键词： 叶片根部检测   应力波动   风力发电机组   故障诊断  

摘要： 针对风力发电机组的故障诊断问题,首先介绍了风力发电机组叶片的载荷模式及振动建模,然后介绍了叶片的特征故障振动机理。同时,引入直接检测方法,将应力传感器直接安装在机组的叶片根部,并检测应力波动的异常波动分量。结果表明,在不同风速条件下,3个叶片在旋转平面内的摆振频率均约为2.2 Hz,位于叶片的振动激励范围,引起较大波动。所提方法的故障诊断准确率高达98.69%,其在故障诊断中不易受信号干扰影响,且诊断准确性较高,为现代风力发电机组的安全运维提供了有效参考。

关键词： 风力发电   平滑控制   电池储能系统   极限学习机  

摘要： 随着风电技术的快速发展,风力发电机组数量的不断增多,风电并网的规模逐渐扩大,对风力发电负荷功率稳定性的需求也日益提升。为了解决当前风电负荷功率波动较大的问题,提出了一种基于多目标优化的负荷功率平滑控制方法。方法首先采用电池储能系统对波动功率进行补偿,通过设置介入门槛降低介入频率,通过极限学习机算法计算平滑控制的权重;然后通过对并网逆变器控制策略进行了优化,提升了并网过程的平稳度;最后加入飞轮储能系统,吸收多余动能并在功率缺失时补偿电能,从而在达到平滑控制效果的同时降低了电池储能系统的容量,降低了成本。基于真实数据的仿真结果表明,所提方法使功率波动降低了6.42%,有效的提高了负荷功率平滑控制的效果,提升了风力发电机组运行的稳定性,降低了功率波动对电网带来的负面影响。

关键词： 电力电子与电力传动   热能动力工程   高电压技术   输变电技术   新能源发电   电工理论   风力发电   华北电力大学  

摘要： 《电力科学与工程》是由教育部主管,华北电力大学主办的能源电力技术领域的综合性学术期刊。于1985年创刊,主要刊登能源领域具有创新性、高水平、有重要意义的最新科技成果和阶段性研究成果论文。本刊现为月刊,刊发栏目有理论研究、工程技术应用、学术讨论和综述等,涵盖能源互联网、大数据与电力系统、智能电网、可再生能源技术、输变电技术、大电网规划与运行、智能配用电、电力市场、继电保护、电力系统通信及自动化、热能动力工程、核能与新能源发电、风力发电与运行、电力电子与电力传动、电机与电器、电工理论与新技术、高电压技术等专业。

关键词： 风力发电机组   变桨系统   旋转编码器   联轴器  

摘要： 阐述通过对风力发电机组故障的分析,掌握风力发电机报变桨发电位置传感器异常故障产生的原因,探讨检修工艺的重要性,从而完善设备检修流程控制,保证风力发电机组的安全可靠运行。

关键词： 风力发电   预应力锚栓   基础施工技术  

摘要： 文章以预应力锚栓施工技术为研究对象,分析预应力锚栓基础施工技术原理,该技术在风力发电建设中应用的作用,提出风力发电预应力锚栓基础施工技术应用要点和质量控制措施。

关键词： 故障录波   风力发电   箱变故障   诊断与分析  

摘要： 在风力发电领域,通常采取的配置模式是每台风力发电机配备一个箱式变压器,此种接线方式定义为“一机一变”。在这种模式下,箱式变压器负责将0.69千伏的电压提升至35千伏,再经由电缆与“T”型连接至架空终端塔。此后,电力通过集电线路的架空线路输送至主变电站。在这一复杂的网络架构中,短路故障尤其严重,对风电场的安全稳定运行构成了显著威胁。因此,本文将对基于故障录波的风力发电用箱变的故障诊断方法与预防措施进行分析。

关键词： 预防性维护   风力发电机   退化状态   Markov链   期望成本  

摘要： 在“3060”双碳战略目标下,随着风电产业的迅速发展,预防性维护已然成为提高风力发电机运行可靠性的重要手段。关于复杂环境下风力发电机的运行管理尚存在对退化状态认识不充分、维修策略不可靠等问题。本文以期望成本最小化为目的,考虑风力发电机关键部件退化过程与多阶段预防性维护策略的关系,构建基于Markov状态转移的多阶段预防性维护成本模型。首先,依据设备衰退规律,利用Markov链的转移概率对退化状态、维护策略进行刻画。其次,引入可靠度、故障率、役龄因子计算多阶段预防性维护时长和故障时长;再进一步考虑天气条件对维护成本模型的影响,构建风力发电机在整个维护周期内的期望成本模型。最后,利用数值分析对模型进行求解。结果表明,实施最小、更换维护策略的期望成本占据了总维护成本的80%以上,相比之下,采取预防性维护优化策略的期望成本则低于总维护成本的20%,故该策略可为低风速地区的风电企业提供有效的决策参考,提高风力发电机的运行可靠性。

关键词： 风力发电   湘桂走廊   低温冰冻   风机凝冰   弃风电损   高精度冰冻灾害天气   预报预警  

摘要： [目的]风资源丰富的湘桂走廊，也是冷空气南下广西的通道。每到冬季，常常出现低温、冰冻等灾害性天气，会导致风机叶片覆冰、材料及结构性能改变、载荷改变等多种问题，造成风机使用寿命降低、影响发电产能。在广西，寒潮低温天气对风力发电的影响受到广泛关注，低温条件对风电场运行阶段有着重要的影响，目前鲜有对于风电机组低温天气运行及其影响进行统计分析的研究。[方法]文章利用实况观测资料、欧洲中心ERA5的0.25×0.25再分析资料，以及广西风电公司有关凝冰停机及弃风电损数据，分析了2023年12月15日～24日低温冰冻天气过程对桂林北部高山风力发电业务的影响，同时分析了桂林灾害性低温冰冻天气的形成机理与预报技术。[结果]发现环境温度、空气湿度与风电损耗存在相关的关系，得出相关性公式。[结论]成果将为未来桂林高山风电场低温天气的预报预警及风力发电功率预测提供基础。利用数值预报的温度预报产品，提前预报未来逐日停机台数和电损，助力风功率预测。同时高精度冰冻灾害天气预报预警可优化客户资源配置，降低客户财产损失，确保人员和设备安全。

关键词： 高空风能系统   系留电缆   永磁同步电机   电力电子变换器   直流传输   新能源并网  

摘要： 高空风能系统(high altitude wind energy system，HAWES)具备有功出力稳定、容量系数高、可移动性强以及环境友好等特点，是新能源领域备受关注的方向之一。尽管其应用潜力巨大，当前HAWES技术研究与应用仍处于初级阶段，示范应用相对较少，并网容量有限。为此，本文首先对国内外采用HAWES技术的示范应用开展了系统梳理与分析，重点关注HAWES中的系留电缆、电机—风力机组、电力电子变换器(power electronic converter，PEC)和储能装置等能量捕获及变换设备，对各核心装备及其控制方法进行了总结与综述。结合现有风电并网技术与大容量电力电子设备方案，提出了采用中压交流发电—中压直流输电技术的万米级大容量HAWES技术方案，分析系留电缆、永磁同步电机(permanent magnet synchronous generator，PMSG)与PEC设备设计需求与难点，并提出了能量捕获及变换系统中电气设备的设计需求和技术路线。最后，对万米级大容量HAWES并网方案的应用前景进行了展望。

关键词： 垂直轴风力发电机   柔性叶片   流固耦合   结构设计   刚度优化  

摘要： 垂直轴风力发电机是指风轮的旋转轴垂直于地面或气流方向的风力发电机，其在风向改变时无需对风，能够始终保持稳定的发电功率。应用柔性叶片可进一步提高发电功率，然而当前缺乏相关理论及方法。基于此，提出了一种基于二维气动力及简支梁理论的柔性叶片流固耦合分析及优化方法。基于现有叶片的基本信息开展柔性叶片设计与结构简化，提出了分布载荷作用下的高效简支梁静力学解析方法；将二维黏性/无黏气动力与结构变形通过曲线插值拟合，建立了柔性叶片的流固耦合响应分析框架；研究了柔性叶片的刚度特性对发电机周期发电功率的影响规律，采用遗传算法和Kriging方法，以最大发电功率为目标进行了柔性叶片的刚度优化。结果表明：柔性叶片结构有助于提升发电功率，本研究可为垂直轴风机的研究、设计和进一步应用提供参考。