全功率驱动的异步风电机组的控制策略研究

风电生产运行指标体系及评价

中国XXXX集团公司 风电企业生产指标体系 （2011年版讨论稿） 一、总则 为进一步规范中国XXXX集团风电企业的生产管理，建立科学完整的生产指标体系，通过对生产指标的横、纵向对比分析，评价各风电企业运行维护水平，带动企业生产经营活动向低成本、高效益方向发展，从而实现风电企业生产管理上水平的目标，制订本指标体系。 二、生产指标体系 风电企业生产指标体系分七类二十六项指标为基本统计指标。 七类指风资源指标、电量指标、能耗指标、设备运行水平指标、风电机组可靠性指标、风电机组经济性指标、运行维护费用指标。 风资源指标包括平均风速、有效风时数、平均空气密度等三项指标；电量指标包括发电量、上网电量、购网电量、等效利用小时数等四项指标；能耗指标包括场用电量、场用电率、场损率、送出线损率等四项指标；设备运行水平指标包括单台风机可利用率、风电场风机平均可利用率、风电场可利用率等三项指标；风电机组可靠性指标包括计划停机系数、非计划停机系数、运行系数、非计划停运率、非计划停

运发生率、暴露率、平均连续可用小时、平均无故障可用小时等八项指标；风电机组经济性指标包括功率特性一致性系数、风能利用系数等两项指标；运行维护费用指标包括单位容量运行维护费、场内度电运行维护费等两项指标。共计二十六项指标。 三、生产指标释义 1.风能资源指标 本类指标用以反映风电场在统计周期内的实际风能资源状况。采用平均风速、有效风时数和平均空气密度三个指标加以综合表征。 1.1 平均风速 在给定时间内瞬时风速的平均值。由场内有代表性的测风塔（或若干测风塔）读取（取平均值）。测风高度应与风机轮毂高度相等或接近。 1n i i V v n =∑ 单位：m/s 平均风速是反映风电场风资源状况的重要数据。 1.2 有效风时数（有效风时率） 有效风时数是指在风电机组轮毂高度（或接近）处测得的、介于切入风速与切出风速之间的风速持续小时数的累计值。切入风速定为3米/秒，切出风速定为25米/秒。 ()Uo n Un Ui T T U == ∑，单位：小时 其中：T 为有效风时数，()n T U 为出现n U 风速的小时数，Ui 为切入风速，Uo 为切出风速。

一种全功率风力发电变流器关键技术研究

一种全功率风力发电变流器关键技术研究 发布时间：2008-11-29 10:12:00 摘要：风力发电机类型很多，本文选择了几种风力发电系统的结构进行了对比，给出了一种不控整流器加BOOST升压加PWM逆变的全功率风力发电变流器的原理、设计中采用的关键技术及试验结果。 主题词：直驱，风力发电，全功率，变流器 Key Technology research on a full power wind generator converter Zhou Weilai, Sun Jinghua, Zhang Zhe, Pei Jingbin (Harbin Jiuzhou Electric Co.,LTD,150081) Abstract：The paper compares kinds of wind turbine generaters,and introduces a kind of full power converter with inactive rectifier,BOOST circuit and PWM inverter for wind turbin generater,illustrates its principle,key technologies and testing result. Key words： direct drive；full power；wind turbine generation；converter 注：本项目受国家十一五科技支撑计划项目资助，项目编号2006BAA01A21 1.引言 我国风力发电起步较晚，目前国内40多家风力发电设备整机制造厂家中，多数只能制造1MW以下的风力发电机组。2006年开始制造1.2MW、1.5MW直驱永磁风力发电机组，开始技术主要靠引进。随着国家的引导，大功率风电机组开始升温，随之而来的就是电控部件国产化问题。到目前为止，兆瓦级以上全功率风力发电变流器主要依靠进口，所以研发自主知识产权大功率风电变流器成为当务之急。 2.几种风力发电系统结构对比 由发电机和电力电子器件或变流器构成的广泛应用的6种风力发电系统结构如图2-1所示。下面对图中的风力发电系统结构加以简单比较说明。 图a是二十世纪八十年代到九十年代被很多风机制造商应用的比较传统的结构，如使用鼠笼型转子的异步发电机的上风式、失速调节、三桨叶风力机就是这种结构。在八十年代这种结构被扩展，为补偿无功功率使用了电容器组，为平滑并网使用了电机软起动器。 图b是用全程范围或“低风速区域”大小的变频器代替了图a中的电容器组和电机软起动器。“低风速区域”大小的变流器的功率仅为发电机额定功率的20-30％，而全程范围的变流器功率大约为发电机额定功率的120％，但它能使风力发电机在所有风速下变速运行。 图c这种结构是二十世纪九十年代中期，Vestas风力机厂生产的名为“Optislip”风力机所采用的结构。这种结构的基本思想是利用电力电子变换器改变外部的转子电阻，来改变总的转子电阻，从而使转差率有10％的变化范围。

风电功率预测系统功能规范

风电功率预测系统功能规范（试行） 前言 为了规范风电调度技术支持系统的研发、建设及应用，特制订风电功率预测系统功能规范。本规范制订时参考了调度自动化系统相关国家标准、行业标准和国家电网公司企业标准。制订过程中多次召集国家电网公司科研和生产单位的专家共同讨论，广泛征求意见。本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、信息要求、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。本规范由国家电网公司国家电力调度通信中心提出并负责解释；本规范主要起草单位：中国电力科学研究院、吉林省电力有限公司。本规范主要起草人：刘纯、裴哲义、王勃、董存、石永刚、范国英、郭雷。 1范围 1.1本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、数据准备、数据采集与处理、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。 1.2本规范用于指导电网调度机构和风电场的风电功率预测系统的研发、建设和应用管理。本规定的适用于国家电网公司经营区域内的各级电网调度机构和风电场。 2术语和定义 2.1风电场Wind Farm由一批风电机组或风电机组群组成的发电站。 2.2数值天气预报Numerical Weather Prediction根据大气实际情况，

在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。 2.3风电功率预测Wind Power Forecasting以风电场的历史功率、历史风速、地形地貌、数值天气预报、风电机组运行状态等数据建立风电场输出功率的预测模型，以风速、功率或数值天气预报数据作为模型的输入，结合风电场机组的设备状态及运行工况，得到风电场未来的输出功率；预测时间尺度包括短期预测和超短期预测。 2.4短期风电功率预测Short term Wind Power Forecasting未来3天内的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。 2.5超短期风电功率预测ultra-short term Wind Power Forecasting 0h~4h的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。 3数据准备 风电功率预测系统建模使用的数据应包括风电场历史功率数据、历史测风塔数据、历史数值天气预报、风电机组信息、风电机组及风电场运行状态、地形地貌等数据。 3.1风电场历史功率数据风电场的历史功率数据应不少于1a，时间分辨率应不小于5min。 3.2历史测风塔数据a）测风塔位置应在风电场5km范围内；b）应至少包括10m、70m及以上高程的风速和风向以及气温、气压等信息；c）数据的时间分辨率应不小于10min。 3.3历史数值天气预报历史数值天气预报数据应与历史功率数据相

风电生产运行指标体系及评价

风电生产运行指标体系及评价

中国XXXX集团公司 风电企业生产指标体系 （讨论稿） 一、总则 为进一步规范中国XXXX集团风电企业的生产管理，建立科学完整的生产指标体系，经过对生产指标的横、纵向对比分析，评价各风电企业运行维护水平，带动企业生产经营活动向低成本、高效益方向发展，从而实现风电企业生产管理上水平的目标，制订本指标体系。 二、生产指标体系 风电企业生产指标体系分七类二十六项指标为基本统计指标。 七类指风资源指标、电量指标、能耗指标、设备运行水平指标、风电机组可靠性指标、风电机组经济性指标、运行维护费用指标。 风资源指标包括平均风速、有效风时数、平均空气密度等三项指标；电量指标包括发电量、上网电量、购网电量、等效利用小时数等四项指标；能耗指标包括场用电量、场用电率、场损率、送出线损率等四项指标；设备运行水平指标包括单台风机可利用率、风电场风机平均可利用率、风电场可利用率等三项指

标；风电机组可靠性指标包括计划停机系数、非计划停机系数、运行系数、非计划停运率、非计划停运发生率、暴露率、平均连续可用小时、平均无故障可用小时等八项指标；风电机组经济性指标包括功率特性一致性系数、风能利用系数等两项指标；运行维护费用指标包括单位容量运行维护费、场内度电运行维护费等两项指标。共计二十六项指标。 三、生产指标释义 1.风能资源指标 本类指标用以反映风电场在统计周期内的实际风能资源状况。采用平均风速、有效风时数和平均空气密度三个指标加以综合表征。 1.1 平均风速 在给定时间内瞬时风速的平均值。由场内有代表性的测风塔（或若干测风塔）读取（取平均值）。测风高度应与风机轮毂高度相等或接近。 1n i i V v n =∑ 单位：m/s 平均风速是反映风电场风资源状况的重要数据。 1.2 有效风时数（有效风时率） 有效风时数是指在风电机组轮毂高度（或接近）处测得的、介于切入风速与切出风速之间的风速持续小时数的累计值。切入风速定为3米/秒，切出风速定为25米/秒。

_风力发电实验指导

风力发电实验 风能是一种清洁的可再生能源，蕴量巨大。全球的风能约为2.7×10 8万千瓦，其中可利用的风能为2×10 6万千瓦，比地球上可开发利用的水能总量要大10倍。随着全球经济的发展，对能源的需求日益增加，对环境的保护更加重视，风力发电越来越受到世界各国的青睐。 大力发展风电等新能源是我国的重大战略决策，也是我国经济社会可持续发展的客观要求。发展风电不但具有巨大的经济效益，而且与自然环境和谐共生，不对环境产生有害影响。近几年，随着我国的风电设备制造技术取得突破，风力发电取得飞速发展。 据2011年4月《国家电网公司促进风电发展白皮书》。截至2010年底，全国风电并网容量2956万千瓦，“十一五”期间年均增速接近100%。2010年，全国风电机组平均利用小时数2097小时。蒙东、蒙西、吉林、黑龙江风电发电量占全社会用电量的比例分别达到21.1%、8.7%、5.6%、4.6%，风电利用已达到较高水平。预计到2015年，我国风电规模将超过9000万千瓦，2020年将达到1.5亿千瓦以上。 与其它能源相比，风力，风向随时都在变动中。为适应这种变动，最大限度地利用风能，近年来在风叶翼型设计，风力发电机的选型研制，风力发电机组的控制方式，并网发电的安全性等方面，都进行了大量的研究，取得重大进展，为风力发电的飞速发展奠定了基础。 风电的飞速发展提供大量的就业与个人发展机会，普及风电知识，在高等院校培养相关专门人才已成当务之急。 实验内容 实验1 风速，螺旋桨转速（也是发电机转速），发电机感应电动势之间关系测量 实验2 测量扭曲型可变浆距3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系 实验3 切入风速到额定风速区间功率调节实验 实验4 额定风速到切出风速区间功率调节实验 － 变浆距调节 实验5 风帆型3叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量 实验6 平板型4叶螺旋桨风轮叶尖速比λ与功率系数C P 关系的测量 实验原理 1、风能与风速测量 风是风力发电的源动力，风况资料是风力发电场设计的第一要素。设计规程规定一般应收集有关气象站风速风向30年的系列资料，发电场场址实测资料一年以上。在现有技术及成本条件下，在年平均风速6米以上的场址建风力发电站，可以获得良好的经济效应。风力发电机组的额定风速，也要参考年平均风速设计。 设风速为V 1，单位时间通过垂直于气流方向，面积为S 的截面的气流动能为： )1(2 1 213121SV mV P ρ=?= 空气的动能与风速的立方成正比。 （1）式中ρ为空气密度，由气体状态方程，密度与气压p ，绝对温度T 的关系为：

风力发电机输出功率曲线图

1000w 1000w 风力发电机输出功率曲线图 风速 m/s3456789101112输出功率 P(w)2065130240390580825110013001380风速 m/s13141516171819202122输出功率 P(w)138013501310125511851095990875735570 1000w 技术参数 风轮直径 (m) 2.8工作电压 (V)DC48V/DC120V Rotor Diameter Working Voltage AC240V

叶片材料增强玻璃钢蓄电池组电压 (V)/容量 (Ah) 12×2=48/200 Materialand number Reinfotced fibber glass×3 Battery voltage/ of the blade capacity (Ah) 额定功率/最大功率 (w) 1000/1400调速方式偏航+电磁 Rated power /maximum power Speed regulation method Tail turning and electric magnet 额定风速 (m/s) 10停车方式手动 Rated rotate speed Step method Brake by hand drag 额定转速 (r/min) 450发电机型式三相交流永磁 Ratde rotate speed Generator style Three phase,permanent magnet 启动风速 (m/s) 3AA支架高度m/质 量 kg 6/85 Startup wind speed AA Tower height/weight (m/kg) 工作风速 (m/s) 2008-03-25质量(不含塔杆) (kg) 85 Working wind speed Sruvived wind speed 安全风速 (m/s) 40AAA支架高度 (m)/质量 (kg) 6/280 Sruvived wind speed AAA Tower eight/weight (m/kg) 1500w

风电机组功率特性评估

风电机组功率特性评估 作者:国能日新 一、概念和意义 风电机组功率特性评估是指对已经投产运行的风力发电机组的设计目标进行的系统、客观的分析和评价。通过对机组实际运行状况的检查总结和分析评价，确定是否达到预期目标。 风电机组功率特性评估工作对风电场的建设和发展有着重要的意义。目前风电场存在设计发电量与实际发电量不符的情况。国能日新公司风电场风电机组后评估解决方案通过对风电机组实发功率特性的测试和评估，深入了解风电场设计效益与实际效益之间的差异，找出风电场设计、管理或风电机组自身存在的一些问题，给风电场科学运营以及未来风电场风电机组选型提供有力依据。 二、执行流程 1、数据收集和分析 （1）数据收集 风电机组功率特性评估需收集风电场监控系统中记录的所有风机运行发电数据、现场测风塔数据、当地气候数据以及风电机组的技术文档等资料。 （2）数据分析 检查测风塔原始数据，对其进行完整性和合理性分析，检验出缺测和不合理数据，经过数据净化、再分析处理，整理出一套连续一年完整的逐小时测风数据，进而与风电机组数据进行相关性对比分析。 2、风资源评估 利用风电场并网运行以后的风能资源数据，进行风电场风能要素分析，并与风电场前期可研阶段的数据进行对比分析，总结评估经验，为后期项目开发建设提供支持。 风能要素包括：风速、风向、风功率、空气密度等。 3、功率特性分析 （1）数据净化

在实际发电过程中，风电机组可能人为停机、故障、或者采集缺失、数据错误，因此必须对风电机组的原始数据进行合理性检验和数据净化。通过数据的合理性检验，可以得到基本有效和完整的发电数据，而数据净化可以保证所采集的数据都是可以用于风电机组性能评估的有效发电数据。 （2）数据处理 由于测风塔数据和风机数据记录方式、时标不同的原因，需要依据最大相似度的原则使二者的时间坐标保持一致。此处，将采用最先进的粒子群优化算法对时标进行寻优。保证二者时间坐标的完美统一。 （3）相关性分析 通过上述数据净化及数据处理，再把测风塔数据合理的映射到风机的坐标位置。按照最大相关度方法，对数据进行线性和非线性回归分析，进而得到每台风电机组实际的风资源数据序列，通过与每台机组发电数据在时间轴上对齐，便可得出与风机功率特性曲线极为相近的图形。 （4）曲线生成 通过上述分析和处理获得原始图形。为得到机组的实测功率曲线，必须在原始图形的基础上进行最终的曲线拟合，获得一条完整的功率特性曲线，即体现风电机组实际出力能力的功率特性曲线图。 三、案例分析 1、中广核云南楚雄牟定大尖峰风电场功率特性评估 云南省楚雄州牟定大尖峰风电场位于云南省楚雄州牟定县西南部山地，高程2100~2500m，属于高山地形。现安装33台单机容量为1.5MW的风力发电机组，总装机容量49.5MW。 2、武汉凯迪平陆凯迪风口风电场功率特性评估 武汉凯迪平陆风口风电场一期36台风电机组功率曲线性能测试工程，包括武汉国测诺德10台1.0MW机组和东汽26台1.5MW机组，装机容量为49MW。 通过对风场风电机组实际运行数据进行采集、净化、相关性及数据处理，最终完成全场风能资源综合分析、风电机组可利用率分析、风电机组可靠性及发电量分析，并根据分析结果对风场未来运营提供建议信息。（技术支持：北京国能日新系统控制技术有限公司）

风力发电机组功率曲线考核初探

风力发电机组功率曲线考核初探 汕头华能南澳风力发电有限公司张秋生 摘要：当前全国风电事业蓬勃发展，众多实力雄厚 的大公司正在投资或正准备投资大型风电场。面对 国际风电市场纷乱复杂的风机产品，在引进的过程 中应特别注意机组性能考核办法的谈判。本文就风 力发电机组安装现场进行性能考核的一些问题作了 粗略探讨，以期抛砖引玉，在国内风电界尽快形成 系统的、切实可行的考核办法。 象大多数电厂一样，发电机组效率曲线的考核是整个电厂考核验收的重点。在考核过程中，火力发电机组较容易控制一个特定功率点所对应的工况条件，对那些有如大气压力、温度、湿度、燃料热值之类的参数也可以简便地从非标准状态折算成标准状态。总的来说，火力发电机组的效率曲线考核较为简单明了。 同样，对风力发电机组的功率曲线的考核也应引起足够的重视，它是衡量整台机组经济技术水平的最佳尺度。所谓功率曲线，就是一条风力发电机组输出功率随风速变化的关系曲线。然而，要在风机安装现场较准确地考核机组的功率曲线却不是那么容易。而对任何一个投资商来说，

这恰恰是他们最为关心的一件事，也就是说，他们投资购买的设备的性能指标是否达到他们的期望值。下面就影响风力发电机功率曲线测绘的一些因素谈几点粗浅看法： 1、风力发电机自身测绘的功率曲线的偏差 一般上风向的水平轴风力发电机的机舱尾部都装有风速计，风机在运行过程中，其计算机根据这个风速计测得的十分钟平均风速和相对应的十分钟平均有功功率自动绘制生成该机组的功率曲线。 众所周知，功率曲线的确切含义是表征风机风轮前远方的来风风速V1与发电机输出的有功功率的关系。而风力机上安装的风速计测得的风速却是来风V1在风轮上做功后气流流速降低的风速。风通过风轮后风速减弱的机理实质是来风损失了动能而风轮获得了机械能，根据能量守恒定律，来风V1通过风轮后的气流流速肯定降低。所以用尾流绘制的功率曲线一定存在较大偏差。 要知道这个偏差值有多大，首先要弄清楚风轮前远方风速V1同风轮后远方风速V2以及气流通过风轮时的风速V′之间的关系。值得注意的是，由于风能同风速的三次方成正比，所以风速的微小偏差会造成功率的很大偏差。在此如果不加修正就用风机上风速计测得的风速进行功率分析，那么得到的功率曲线一定比实际上好得多。下面举一个例子进行说明：

全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略

第五章全功率变流器风电机组的工作原理及控制策略 5.1 全功率变流器风电机组的工作原理 (2) 5.1.1全功率变流器风电机组传动链形式 (2) 5.1.2同步发电机 (2) 5.1.3永磁同步风力发电机结构及特点 (5) 5.1.4电励磁同步风力发电机结构及特点 (18) 5.2 全功率变流器风电机组变流器 (19) 5.2.1 电机侧变流器控制策略 (20) 5.2.1 电网侧变流器控制策略 (21)

5.1 全功率变流器风电机组的工作原理 5.1.1全功率变流器风电机组传动链形式 随着现代风电机组的额定功率呈现上升趋势，风轮桨叶长度逐渐增加而转速降低。例如：额定功率为5MW的风电机组桨叶长度超过60米，转子额定转速为10rpm左右。当发电机为两对极时，为了使5MW风力发电机通过交流方式直接与额定频率为50Hz的电网相连，机械齿轮箱变速比应为150。齿轮箱变速比的增加，给兆瓦级风电机组变速箱的设计和制造提出了挑战。风电机组功率及变速箱变速比增大时，其尺寸、重量及摩擦磨损也在增加。作为另外一种选择，风力发电机可以采用全功率变流器以AC/DC/AC的方式与电网相连。 全功率变流器是一种由直流环节连接两组电力电子变换器组成的背靠背变频系统。这两个变频器分别为电网侧变换器和发电机侧变换器。发电机侧变换器接受感应发电机产生的有功功率，并将功率通过直流环节送往电网侧变换器。发电机侧变换器也用来通过感应发电机的定子端对感应发电机励磁。电网侧变换器接受通过直流环节输送来的有功功率，并将其送到电网，即它平衡了直流环节两侧的电压。根据所选的控制策略，电网侧变换器也用来控制功率因数或支持电网电压。 5.1.2同步发电机 发电系统使用的同步发电机绝大部分是三相同步发电机。同步发电机主要包括定子和转子两部分。定子是同步发电机产生感应电动势的部件，由定子铁芯、三相电枢绕组和起支撑及固定作用的机座组成。转子的作用是产生一个强磁场，并且可以由励磁绕组进行调节，主要包括转子铁心、励磁绕组、滑环等。同步发电机的励磁系统一般分为两类，一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁系统，另一类是用整流装置将交流变成直流后供给励磁的整流励磁系统。发电机容量大时，一般采用整流励磁系统。同步发电机是一种转子转速与电枢电动势频率之间保持严格不变关系的交流电机。 同步发电机的转子基木上是一个大的电磁铁。磁极有凸极和隐极两种结构。凸极转子结

风电场风电机组优化有功功率控制的研究

2017年度申报专业技术职务任职资格 评审答辩论文 题目：风电场风电机组优化有功功率控制的研究 作者姓名：李亮 单位：中核汇能有限公司 申报职称：高级工程师 专业：电气 二Ο一七年六月十二日

摘要 随着风电装机容量的与日俱增，实现大规模的风电并网是风电发展的必然趋势。然而，由于风能是一种波动性、随机性和间歇性极强的清洁能源，导致风电并网调度异于常规能源。基于此，本文将针对风电场层的有功功率分配开展工作，主要工作概括如下： (1)对风电机组和风电场展开研究，分析风力发电机组运行特性、风力发电机组控制策略、风电场的控制策略。 (2)提出了一种简单有效的风电场有功功率分配算法，可以合理利用各机组的有功容量，优化风电场内有功调度分配指令，减少机组控制系统动作次数，平滑风电机组出力波动。 (3)优化风机控制算法后，通过现场实际采集数据将所提方法与现有方法进行了比较，验证了所提方法的合理性。 关键词：风电机组、风电场、有功功率控制、AGC

Abstract With increasing wind power capacity, to achieve large-scale wind power is an inevitable trend of wind power development. However, since the wind is a volatile, random and intermittent strong clean energy, resulting in wind power dispatch is different from conventional energy sources. And the wind farm is an organic combination for a large number of wind turbines, wind farms under active intelligent distribution layer hair is also included in the grid scheduling section. Based on this, the active allocation and scheduling for grid scheduling side active layer wind farm work, the main work is summarized as follows: (1)Wind turbines and wind farms to expand research, in-depth analysis of the operating characteristics of wind turbines, wind turbine control strategy, control strategies of wind farms. (2)This paper proposes a simple and effective wind power active power allocation algorithm, can reasonable use each unit capacity, according to the optimization of wind farms in active dispatching command, decrease The Times of turbine control system action smooth wind power output fluctuation unit. (3)After optimization of the fan control algorithm, through the practical field data collected will be presented method are compared with those of the existing method, the rationality of the proposed method was verified. Keywords:wind turbine, wind farm, active power control

全功率驱动的异步风电机组的控制策略研究

第２８卷第７期电 力 科 学 与 工 程 Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．７，１　 全功率驱动的异步风电机组的控制策略研究 王瑞新，王　毅，孙　品 （华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定０７１００３ ）摘要：通过全功率ＰＷＭ变流器并网的笼型异步风力发电机组（ｔｈｅ　Ｆｕｌｌ　Ｒａｔｅｄ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　Ｇｅｎｅｒ－ａｔｏｒ，ＦＲＣ－ＩＧ），以其低成本、高可靠性和易维护的特点引起了人们的关注。在分析笼型异步风电机组数学模型的基础上，对全功率ＰＷＭ变流器的控制策略进行了研究，给出了基于转矩给定的最大功率跟踪控制策略，通过对电磁转矩的调节间接控制发电机转速来跟随最大功率曲线。网侧变流器采用并网电压控制策略，根据并网电压的幅值来调节无功功率抑制电网电压的波动，在保证风电机组安全运行的同时降低了机组并网对电网的影响。仿真结果表明所采用的控制策略能很好地实现风电机组的最大风能跟踪，降低并网点电压波动。在电网电压故障期间，并网电压控制策略还可以有效地提高机组的低电压穿越能力，保障风电机组稳定运行。 关键词：笼型异步发电机；最大功率跟踪；风力发电；全功率变流器中图分类号：ＴＭ６１４ 文献标识码：Ａ 收稿日期：２０１２－０６－０５。 基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９７７０２８ ）。作者简介：王瑞新（１９８６－） ，男，硕士研究生，研究方向为笼型异步变速恒频风力发电系统，Ｅｍａｉｌ：ｒｉｓａｎ１２２１＠１６３．ｃｏｍ。０　引言 近年来风力发电得到了迅速发展，并且开始 在电力供应中发挥重要作用。变速恒频风力发电机组可以在不同的风速下调节风力机转速，从而捕获到最大风能，相对于定速风力发电机组在效 率和可控性上具有很大优势［ １］ 。目前变速恒频风力发电的主流机型是永磁直驱风力发电机组和双 馈风力发电机组［ ２，３］ 。永磁直驱风力发电机组由永磁同步电机通过全功率变流器实现并网发电，由于风力机直接驱动发电机，省去了增速齿轮箱，提高了机组的可靠性，并且运行维护量较小。但随着机组容量的不断增大以及永磁材料涨价，体积大和成本高的问题日益突出。双馈风电机组采用的是绕线式异步电机作为发电机，定子侧直接并网，转子侧变流器只传递转差功率，相对于永磁发电机组有很大的成本优势。但双馈发电机转子侧存在滑环，使得维护成本大大增加，而且发电机直接与电网相连，故障穿越能力也不如通过 全功率变流器并网的永磁直驱风电机组。基于上 述两种机型的优缺点，又提出了一种以笼型异步 电机代替永磁电机的变速恒频发电机型［ ４～６］ ，将笼型异步发电机通过全功率变流器连接到电网实现并网发电。该机型在成本和可靠性上优于永磁风电机组，在并网控制能力和维护方面优于双馈机组，但需采用高速比齿轮箱和全功率变流器。 目前采用该机型的西门子ＳＷＴ－３．６－１０７风 电机组［７］ 已获得实际应用，但对此种机型控制策 略研究的文献却相对较少。文献［８］提出了一种异步机通过全功率变流器并网的控制策略，定子侧变流器采用不需要磁链传感器的间接矢量控制，降低了系统传感器的成本。文献［９］对ＦＲＣ－ＩＧ机组在电网电压跌落时，通过电机电磁转矩的调节使风电机组安全穿越电网故障。文献［１０］将模糊控制应用到ＦＲＣ－ＩＧ风电机组的控制系统中，减小参数误差对系统的影响。 变速恒频风电机组可以在风速变化的情况下，通过对风力机桨叶和转速的调节，使风力机捕获最大风能，运行在最大功率点上。变速恒频风电 专栏·新能源技术 ＮＥＷ　ＥＮＥＲＧＹ　 ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

风力发电机组 功率特性试验方法

风力发电机组功率特性试验方法 1范围 本部分规定了测试单台风力发电机组功率特性的方法，并适用于并网发电的所有类型和规格的风力发电机组的试验。 本部分适用于确定一台风力发电机组的绝对功率特性，也适用于确定不同结构的各种风力发电机组功率特性之间的差异。 风力发电机组的功率特性由测定的功率曲线确定，并用来估计年发电量（AEP）。测得的功率曲线也采集的瞬时风速和功率输出值确定，此项试验应在试验场有足够长的测量时间，并建立在有效的统计数据库的基础上，该数据库应覆盖一定的风速范围和各种风况条件。年发电量利用测得的功率曲线对应于参考风速频率分布计算获得，假设可利用率为100%。 本部分描述了一个测量方法，这种方法要求测量的功率曲线和导出的年发电量应由补充误差及其综合影响修正。 2 定义 下列定义适用于本部分。 2.1 精度accuracy 被测量物的测量值与真实值的接近程度。 2.2 年发电量annual energy production 利用功率曲线和轮毂高不同风速频率分布估算得到的一台风力发电机组一年时间内生产的全部电能。计算中假设可利用率为100%。 2.3 可利用率availability 在某一期间内，除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的时数与这一期间内总时数的比值，用百分比表示。 2.4 复杂地形complex terrain 试验场地周围属地形显著变化的地带或有能引起气流畸变的障碍物的地带。 2.5 外推功率曲线extrapllated power curve 用估计方法对测出的功率曲线从测量的最大风速延伸到切出风速。 2.6 气流畸变flow distortion 由障碍物、地形变化或其他风力机引起的气流改变，其结果是相对自由来流产生了偏离，造成一定程度的风速测量误差。 2.7 轮毂高度（风轮）hub height(wind turbine) 从地面到风轮扫掠面中心的高度。 2.8 测量功率曲线measured power curve 用图形和表格表示的按正确方法测试、修正和标准化处理的风力发电机组净电功率输出。是测量风速的函数关系。 2.9 净电功率输出net electric power output 风力发电机组输送给电网的电功率值。 2.10 障碍物obstacles 邻近风力发电机组能引起气流畸变的固定物体，如建筑物、森林、风力发电机组。 2.11 桨距角pitch angle 在指定的叶片径向位置（通常为100%叶片半径处）叶片弦线与风轮旋转面之间的夹角。 2.12 功率系数power coefficient 净电功率输出与风轮扫掠面上自由来流应有的功率之比。

浅析风电机组功率曲线问题及争议

提高风电机组效率、降低度电成本是业内人士的共同愿望，但过度强调机组效率，而忽视机组远期故障几率、部件损坏及长期度电成本，必然会顾此失彼，得到与初衷相反的效果。因业主对功率曲线的“严格”要求，国内不少本该出保的风电场，因功率曲线问题的分歧和争议，迟迟未能出保，该付的款项没有得到应有的支付。为了出保，厂家不得不在生成功率曲线的各个环节上作文章。为了在激烈的市场竞争中取胜，有的厂家对标准功率曲线甚至进行了大胆的修饰，良莠不齐的功率曲线论证公司也应运而生。因此，不少功率曲线的真实性及论证的合理性值得怀疑。 风能利用技术与提高机组效率 所谓功率曲线就是以风速（Vi）为横坐标，以有功功率Pi为纵坐标的一系列规格化数据对（Vi，Pi）所描述的特性曲线。在标准空气密度（ρ＝1.225kg/m3）的条件下，风电机组的输出功率与风速的关系曲线称风电机组的标准功率曲线。 风能利用系数是指叶轮吸收的能量与整个叶轮平面上所流过风能的比值，用Cp表示，是衡量风电机组从风中吸收的能量的百分率。根据贝兹理论，风电机组最大风能利用系数为0.593，风能利用系数大小与叶尖速比和桨叶节距角有关系。 翼型升力和阻力的比值称升阻比。只有当升阻比和尖速比都趋近于无穷大时，风能利用系数才能趋近于贝兹极限。实际风电机组的升阻比和尖速比都不会趋近于无穷大。实际风电机组的风能利用系数不可能超过相同升阻比和尖速比的理想风电机组的风能利用系数。采用理想的叶片结构，当升阻比低于100时，实际风电机组的风能利用系数不可能超过0.538。水平轴风电机组的气动设计主要是设计叶片几何外形（包括叶片个数、弦长及扭角分布、截面翼型形状等），目的是获得最佳风能利用系数和最大年发电量，同时降低叶片载荷。而这三个目的有时会发生矛盾。与理想风电机组不同，除升阻比只能为有限值外，实际风电机组 还要考虑两个现实问题： １、考虑有限叶片数造成的功率损失。有限叶片数对风能利用系数影响的计算过程比较复杂，这里仅给出部分计算结果。对于理想叶片形状，在升阻比为100时，尖速比只有在6－10的范围内，有限叶片风电机组的风能利用系数才有可能微微超过0.500，如果升阻比下调到100以内的实用区，功率损失会更大。 ２、理想叶片的形状十分复杂，难以加工制造，实际风电机组的叶片必然采用简化结构。另外在考虑叶片结构强度、振动、变形、离心刚化和气动阻尼作用，以及考虑机组成本、年输出功率等问题时都会对叶片形状提出其他方面的要求，这又会进一步降低风能利用系数。有限叶片数造成的功率损失是无法避免的，叶片的易加工性、成本、强度、振动等诸多导致风能利用系数降低的实际问题也是必须考虑的因素。综合理论计算和对实际问题的分析，实际风电机组的风能利用系数难以超过0.500。 为了计算简便，在实际Cp值折算时，常把机组发电功率视为叶轮所吸收的风能。由于以下几方面的原因：机组转速只能在运行风速内的部分风速段较准确地跟踪叶尖最佳速比；变桨、偏航、部件冷却等机组有自耗电；因风能资源的复杂多变，实际机组不可能准确对风；

风电场风电机组选型、布置及风电场发电量估算

5 风电机组选型、布置及风电场发电量估算

批准：宋臻核定：董德兰审查：吉超盈校核：牛子曦编写：李庆庆

5 机型选择和发电量估算 5.1风力发电机组选型 在风电场的建设中，风力发电机机组的选择受到风电场自然环境、交通运输、吊装等条件等制约。在技术先进、运行可靠的前提下，选择经济上切实可行的风力发电机组。根据风场的风能资源状况和所选的风力发电机组，计算风场的年发电量，选择综合指标最佳的风力发电机组。 5.1.1 建设条件 酒泉地区南部为祁连山脉，北部为北山山系，中部为平坦的戈壁荒滩，形成两山夹一谷的地形，成为东西风的通道，风能资源丰富。场址位于祁连山山脉北麓山前冲洪积戈壁平原上，地势开阔，地形平缓，便于风机安装；风电场东侧距312国道约30km，可通过简易道路运输大型设备。 根据黑厓子北测风塔2008年7月～2009年6月测风数据计算得到该风电场场址90m高度风功率密度分布图见图5.1（图中颜色由深至浅代表风能指标递减）。由图5.1可见，该风电场场址地势开阔，地形平坦，风能指标基本一致。根据风能资源计算结果，该风电场主风向和主风能方向一致，以E风和W风的风速、风能最大和频次最高。 用WASP9.0软件推算到预装风电机组轮毂高度90m高度年平均风速为7.32m/s，平均风功率密度为380W/m2，威布尔参数A=8.3，k=2.0；50m高度年平均风速为7.04m/s，平均风功率密度为330W/m2，威布尔参数A=7.9，k=2.06。根据《风电场风能资源评估方法》判定该风电场风功率密度等级为3级。 黑厓子西风电场90m高度年有效风速（3.0m/s～25.0m/s）时数为7131h，风速频率主要集中在3.0 m/s～12.0m/s ,3.0m/s以下和25.0m/s以上的无效风速少，无破坏性风速, 年内变化小，全年均可发电。 由玉门镇气象站近30年资料推算70m、80 m、90 m和100m高度标准空气密度条件下50年一遇极大风速分别为48.00m/s、48.90 m/s、49.71 m/s和50.45m/s,小于

风力发电机的几种功率调节方式

风力发电机的几种功率调节方式 作者：佚名发布时间：2009-5-5 随着计算机技术与先进的控制技术应用到风电领域，并网运行的风力发电控制技术得到了较快发展，控制方式从基本单一的定桨距失速控制向变桨距和变速恒频控制方向发展，甚至向智能型控制发展。作为风力资源较为丰富的国家之一，我国加快了风电技术领域的自主开发与研究，兆瓦级变速恒频的风力发电机组国产化已列入国家“863”科技攻关顶目。本文针对当前并网型风力发电机组的几种功率凋节控制技术进行了介绍。 l 定桨距失速调节型风力发电机组 定桨距是指桨叶与轮载的连接是固定的，桨距角固定不变，即当风速变化时，桨叶的迎风角度不能随之变化。失速型是指桨叶翼型本身所具有的失速特性，当风速高于额定风速69，气流的攻角增大到失速条件，使桨叶的表面产生涡流，效率降低，来限制发电机的功率输出。为了提高风电机组在低风速时的效率，通常采用双速发电机（即大/小发电机）。在低风速段运行的，采用小电机使桨叶具有较高的气动效率，提高发电机的运行效率。失速调节型的优点是失速调节简单可靠，当风速变化引起的输出功率的变化只通过桨叶的被动失速调节而控制系统不作任何控制，使控制系统大为减化。 2 变桨距调节型风力发电机组 变桨距是指安装在轮载上的叶片通过控制改变其桨距角的大小。其调节方法为：当风电机组达到运行条件时，控制系统命令调节桨距角调到45”，当转速达到一定时，再调节到0“，直到风力机达到额定转速并网发电；在运行过程中，当输出功率小于额定功率时，桨距角保持在0°位置不变，不作任何调节；当发电机输出功率达到额定功率以后，调节系统根据输出功率的变化调整桨距角的大小，使发电机的输出功率保持在额定功率。随着风电控制技术的发展，当输出功率小于额定功率状态时，变桨距风力发电机组采用OptitiP技术，即根据风速的大 风力发电机的几种功率调节方式 作者：佚名发布时间：2009-5-5 调整发电机转差率，使其尽量运行在最佳叶尖速比，优化输出功率。变桨距调节的优点是桨叶受力较小，桨叶做的较为轻巧。桨距角可以随风速的大小而进行自动调节，因而能够尽可能多的吸收风能转化为电能，同时在高风速段保持功率平稳输出。缺点是结构比较复杂，故障率相对较高。 3 主动失速调节型风力发电机组 将定桨距失速调节型与变桨距调节型两种风力发电机组相结合，充分吸取了被动失速和桨距调节的优点，桨叶采用失速特性，调节系统采用变桨距调节。在低风速肘，将桨叶节距调节到可获取最大功率位置，桨距角调整优化机组功率的输出；当风力机发出的功率超过额定功率后，桨叶节距主动向失速方向调节，将功率调整在额定值以下，限制机组最大功率输出，随着风速的不断变化，桨叶仅需要微调维持失速状态。制动刹车时，调节桨叶相当于气动刹车，很大程度上减少了机械刹车对传动系统的冲击。主动失速调节型的优点是其言了定奖距失速型的特点，并在此基础上进行变桨距调节，提高了机同频率后并入电网。机组在叶片设计上采用了变桨距结构。其调节方法是：在起动阶段，通过调节变桨距系统控制发电机转速，将发电机转速保持在同步转速附近，寻找最佳并网时机然后平稳并网；在额定风速以下时，主要调节发电机反力转矩使转速跟随风速变化，保持最佳叶尖速比以获得最大风能；在额定风速以上时，采用变速与桨叶节距双重调节，

国家能源局公告 2017年第10号

国家能源局公告2017年第10号 依据《国家能源局关于印发及实施细则的通知》（国能局科技〔2009〕52号）有关规定，经审查，国家能源局批准《煤层气生产站场安全管理规范》等204项行业标准，其中能源标准（NB）62项、电力标准（DL）86项、石油标准（SY）56项，现予以发布。 上述标准中电力管理、电工装备标准、煤层气及生物液体燃料标准由中国电力出版社出版发行，电力（火电）规划设计标准由中国计划出版社出版发行，《定制电力技术导则》由中国标准出版社出版发行，石油天然气标准由石油工业出版社出版发行，煤炭标准由煤炭工业出版社出版发行，锅炉压力容器标准由新华出版社出版发行。 附件：行业标准目录 国家能源局

2017年11月15日 序号 标准编号 标准名称 代替标准号 发布日期 实施日期 1 NB/T10036-2017 煤层气生产站场安全管理规范

2017-11-15 2018-03-01 2 NB/T10037-2017 煤层气水两相相对渗透率非稳态测定方法 2017-11-15 2018-03-01 3 NB/T10038-2017 煤层气井小型压裂测试设计及评价规范 2017-11-15

2018-03-01 4 NB/T10039-2017 煤层气开发前期评价技术规范 2017-11-15 2018-03-01 5 NB/T10040-2017 煤层气录井资料解释及验收规范 2017-11-15 2018-03-01 6

NB/T13009-2017 小桐子毛油 2017-11-15 2018-03-01 7 NB/T13010-2017 小桐子精炼油 2017-11-15 2018-03-01 8 NB/T13011-2017 生物柴油工业名词术语