风电机组综合性能评估与运行特性分析

【摘要】： 风电机组的功率特性、风资源适用性、可靠性是衡量风电机组的重要指标,对风电场而言,上述指标直接决定风电机组年发电量的多少。利用风电机组计算机收集存储的风速、功率、启停机状态、故障情况等运行数据进行性能评估,评判风电机组实际功率曲线与标准功率曲线、功率曲线随运行年限增加的变化情况及发电量、可利用率等风电机组性能以及风电场设计的后评估等,是一种简单实用、方便易行、可以长期进行的评估方法。因风电机组运行发电多年出现性能老化,导致功率下降达不到额定功率,通对风电机组运行数据进行分析,采取调整风电机组叶片桨距角、对叶片进行清洗修补等技术措施,可改变风电机组功率性能,增加发电量。 【关键词】：风电场 风电机组 性能评估 功率特性 风资源适用性 可靠性
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM315
【目录】：

• 中文摘要3
• 英文摘要3-4
• 主要符号表4-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 选题背景和意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 世界风力发电的现状9-10
• 1.2.2 中国风力发电的现状10-12
• 1.2.3 研究现状12-13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第二章 风力发电基础理论15-24
• 2.1 风特性15-18
• 2.1.1 平均风速15
• 2.1.2 风频分布15
• 2.1.3 风能玫瑰图15-17
• 2.1.4 湍流强度17
• 2.1.5 风能的计算17
• 2.1.6 平均风能密度和有效风能密度17-18
• 2.2 风轮空气动力学18-24
• 2.2.1 动量理论18-20
• 2.2.2 贝茨(Betz)理论20
• 2.2.3 风能利用系数20-21
• 2.2.3 尖速比21
• 2.2.4 转矩系数C_M和推力系数C_T21-22
• 2.2.5 升力系数C_l和阻力系数C_d22-24
• 第三章 风力发电机工作原理及性能指标24-34
• 3.1 风力发电机组的类型24-25
• 3.2 风力发电机的结构25
• 3.3 风力发电机的工作原理25-26
• 3.4 风电机组的功率调节26-30
• 3.4.1 定桨距失速调节26-27
• 3.4.2 变桨距调节27-28
• 3.4.3 失速型风力发电机组的功率特性28-29
• 3.4.4 变速恒频型风力发电机组的功率特性29-30
• 3.5 风力发电机组的性能指标30-34
• 3.5.1 风力发电机主要性能指标30-33
• 3.5.2 风力发电机综合参数33-34
• 第四章 风电机组综合性能评估34-47
• 4.1 风电机组性能指标评估34-39
• 4.1.1 功率特性34-35
• 4.1.2 风能利用特性35-36
• 4.1.3 K_p-1/λ特性36
• 4.1.4 评估方法36-39
• 4.2 风资源适用性评估39-42
• 4.2.1 风力发电机组与风电场风资源的匹配39
• 4.2.2 评估方法39-42
• 4.3 风电机组可靠性评估42-47
• 4.3.1 风电机组可靠性指标的组成43
• 4.3.2 评估方法43-45
• 4.3.3 风电机组停机统计45-47
• 第五章 风电机组运行特性分析47-55
• 5.1 风电机组功率特性分析47-53
• 5.1.1 同一风电机组不同月份功率曲线对比47
• 5.1.2 额定风速以下功率曲线对比47-49
• 5.1.3 额定风速以上功率曲线对比49
• 5.1.4 额定风速功率曲线对比49-50
• 5.1.5 风能利用曲线对比50-52
• 5.1.6 综合数据52-53
• 5.2 风电机组性能影响因素分析53-55
• 5.2.1 功率特性的影响因素53-54
• 5.2.2 气象环境条件影响因素54-55
• 第六章 风电机组性能与运行特性分析应用实例55-68
• 6.1 风电场风资源概况55-57
• 6.1.1 气象特点56
• 6.1.2 各月及年平均风速56
• 6.1.3 风速频率分布56-57
• 6.1.4 风速的日变化57
• 6.1.5 风功率密度、有效风力小时数57
• 6.2 风电机组特性系数核算57-58
• 6.2.1 金风600风电机组特性核算57-58
• 6.3 风电机组功率特性分析58-59
• 6.3.1 风电机组运行数据分析58
• 6.3.2 机组功率曲线对比58
• 6.3.3 桨距角调整方案58
• 6.3.4 调整分析58-59
• 6.4 设备故障分析59-60
• 6.5 风电场风电机组停机原因分类60-61
• 6.5.1 外部条件因素60-61
• 6.5.2 设备故障61
• 6.5.3 设备检修61
• 6.5.4 设备设计制造质量61
• 6.6 风电机组部件失效模式及预防性检查61-68
• 6.6.1 桨叶61-62
• 6.6.2 空气制动系统62
• 6.6.3 轮毂62-63
• 6.6.4 齿轮箱63
• 6.6.5 联轴器63-64
• 6.6.6 制动器64
• 6.6.7 发电机64-65
• 6.6.8 偏航系统65-66
• 6.6.9 塔架66
• 6.6.10 主轴66-67
• 6.6.11 液压系统67
• 6.6.12 电气与控制系统67-68
• 第七章 结论与展望68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-73
• 附录73-80
• 附录1 金风600kW风电机组功率曲线表73-76
• 附录2 金风600kW风电机组发电量利用率表76-77
• 附录3 金风600kW风电机组月平均风速表77-78
• 附录4 金风600kW风电机组月可利用率表78-79
• 附录5 金风600kW风电机组功率曲线对比图79-80
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况80

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