大型直驱永磁风电机组技术改造及系统优化分析

【摘要】：在能源和环境双重危机日渐凸显的背景下,风能作为一种具有巨大开发潜力的清洁可再生能源,它的开发和利用变得格外重要,风力发电技术也在世界范围内快速发展。近年来,随着国内风电工程项目的建设和发展,极大地促进了风力发电机组国产化工作的步伐,目前已有多家公司与国外公司合作及自主开发生产大型风力发电机组。目前技术比较成熟,应用也最为广泛的风力发电机组有两种：直驱永磁同步风力发电系统和双馈风力发电系统。与双馈风力发电系统相比,直驱永磁同步风力发电系统无需励磁,风轮与发电机直接耦合,省去了故障率较高的传动齿轮箱,使其具有低速性能好、控制系统简单、电网适应性强、维护方便和运行可靠等优点,成为了风电领域的又一研究热点。国产大型直驱永磁风电机组在近几年发展十分迅速,通过不断的技术改造、系统优化,使得直驱永磁风力发电技术日渐成熟。为了更好地总结经验教训,给以后的同类型机组提出合理化的改进意见,论文结合实际运行风电场的生产经验,对大型直驱永磁风电机组技术改造及系统优化加以研究。首先,对风力发电技术、直驱永磁同步风力发电技术的发展现状做了较为全面的综述；介绍了论文研究的实际运行风电场的整体情况及机组运行情况。其次,结合相应运行的大型直驱永磁风力发电机组,对其控制原理,技术改造情况和系统优化情况做了深入的分析最后,总结了本论文的研究工作,提出相应的合理化建议。 【关键词】：风力发电 直驱永磁风电机组 技术改造 系统优化
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 发展风力发电的必要性9-10
• 1.2 国内外风电产业的发展现状10-12
• 1.3 永磁直驱风电技术的发展现状12-16
• 1.4 论文的主要工作16-18
• 第2章 北京官厅风电场整体情况分析18-30
• 2.1 官厅风电场概述18-21
• 2.1.1 地理位置18-19
• 2.1.2 官厅风电场建设任务19
• 2.1.3 兴建缘由19-20
• 2.1.4 官厅风电场建设简要过程20-21
• 2.2 风能资源21-24
• 2.2.1 所在区域概况21
• 2.2.2 测风情况21-22
• 2.2.3 风电场风能资源概况22-24
• 2.3 风电机组选型和布置24-29
• 2.3.1 风力发电机组选型24-27
• 2.3.2 风力发电机组的布置27-28
• 2.3.3 电气布置28-29
• 2.4 官厅风电场运行情况29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 大型直驱永磁风电机组技术改造30-53
• 3.1 引言30
• 3.2 直驱永磁风电机组电气控制系统30-33
• 3.3 直驱永磁风电机组典型故障分析33-44
• 3.3.1 全场故障统计33-37
• 3.3.2 变桨制动系统的动作原理37-38
• 3.3.3 机组故障信息分析38-41
• 3.3.4 故障处理及原因分析41-44
• 3.4 技术改造方案及过程44-52
• 3.4.1 实现对K2继电器监测的技术改造方案44-45
• 3.4.2 DC-DC电源模块的技术改造方案45-49
• 3.4.3 技术改造方案对比及实施49-50
• 3.4.4 总结50-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第4章 直驱机组风电场整体系统的优化53-64
• 4.1 引言53-54
• 4.2 官厅风电场无功补偿系统概述54-56
• 4.2.1 系统概述54-55
• 4.2.2 电网相关要求55-56
• 4.3 无功补偿系统优化改造方案56-62
• 4.3.1 原有无功补偿设备说明56
• 4.3.2 优化前无功补偿系统运行状况56-59
• 4.3.3 无功补偿系统优化改造容量选择59-61
• 4.3.4 无功补偿系统优化改造设备选择61-62
• 4.4 无功补偿系统优化改造的实施62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第5章 结论与展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 作者简介71

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