双馈式风电机组控制系统与全功率试验分析

【摘要】： 本文首先分析了主控制系统的结构设计及功能实现,初步建立了各系统的数学模型。详细分析了各控制系统之间的逻辑关系和运行机理。本文开发了新型变桨距系统,并对其驱动控制部分进行了创新。变桨距控制与双馈技术相配合,提高了整个系统的发电效率和电能质量。根据德国劳埃德船级社《风电机组认证指南》的要求,必须对设计后的样机做全功率试验,以验证其是否符合设计指标。首先为建立试验平台进行了分析比较,根据试验需求提出了详细的优化方案,包括比较试验方案的优劣,安全保护系统的改进和自动化程度的提高。本文总结了全功率试验过程中出现的问题和故障,以典型故障为例,提出了多种技术解决方案,最终达到了试验目的,满足了设计要求,为风电场的顺利调试和并网发电奠定了良好的基础。 【关键词】：双馈风电机组 变流器 变桨距系统 全功率试验 故障分析
【学位授予单位】：华北电力大学（河北）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM315
【目录】：

• 中文摘要4
• 英文摘要4-8
• 第一章 引言8-11
• 1.1 风力发电概述8-9
• 1.2 本课题的工程研究现状9-10
• 1.3 论文的主要工作和贡献10-11
• 第二章 双馈风电机组控制系统的建模11-16
• 2.1 引言11
• 2.2 变速恒频双馈风电机组的整体结构11-15
• 2.2.1 风能13
• 2.2.2 风轮13-14
• 2.2.3 双馈感应发电机14-15
• 2.2.4 变流器15
• 2.2.5 电气控制部分和变桨距控制系统15
• 2.3 本章小结15-16
• 第三章 双馈风电机组电气控制系统的功能与结构16-19
• 3.1 电控系统的结构组成16-17
• 3.2 控制系统功能划分17-18
• 3.2.1 塔底柜功能17
• 3.2.2 机舱柜功能17
• 3.2.3 变流器柜功能17
• 3.2.4 变桨柜功能17-18
• 3.3 本章小结18-19
• 第四章 双馈风电机组主控制系统的设计分析19-29
• 4.1 主控制系统的功能分析19-20
• 4.2 主控制系统的详细设计20-27
• 4.2.1 计算机启动20
• 4.2.2 人工开机20
• 4.2.3 自动开机20-21
• 4.2.4 偏航21-22
• 4.2.5 软启动控制22-24
• 4.2.6 紧急安全链24
• 4.2.7 电力参数监测24-26
• 4.2.8 其它参数监测26-27
• 4.3 变桨距控制系统的设计分析27-28
• 4.3.1 电动变桨距控制系统概述27
• 4.3.2 变桨系统的机械结构27
• 4.3.3 变桨系统伺服驱动的设计27-28
• 4.4 本章小结28-29
• 第五章 风电机组全功率试验的设计优化与故障分析29-52
• 5.1 全功率试验台的原理29
• 5.2 国外风力发电试验平台方案29-31
• 5.2.1 芬兰 ABB 公司全功率试验平台方案29-30
• 5.2.2 美国可再生能源实验室的试验平台方案30-31
• 5.3 全功率试验台的组成结构31-32
• 5.4 全功率试验台及试验方案的优化设计32-39
• 5.4.1 试验优化目的32-33
• 5.4.2 全功率试验台的优化设计33-37
• 5.4.3 试验方案的选择37-39
• 5.5 试验的控制与运行39-48
• 5.5.1 启动试验39
• 5.5.2 负荷试验39
• 5.5.3 启动及软并网试验39-40
• 5.5.4 并网发电试验40
• 5.5.5 软解列试验40-41
• 5.5.6 电网异常保护试验41
• 5.5.7 电能质量的测试41-42
• 5.5.8 偏航系统试验42
• 5.5.9 变桨系统试验42-43
• 5.5.10 安全保护性试验43-46
• 5.5.11 试验结果46-48
• 5.6 试验故障分析48-51
• 5.7 本章小结51-52
• 第六章 结论与展望52-53
• 参考文献53-55
• 致谢55-56
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况56

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