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发电量提升技术在兆瓦级风力发电机组中的应用

研究与开发

发电量提升技术在兆瓦级风力发电机组中的应用 丁祥兰志杰 (广东明阳风电产业集团有限公司,广东中山 5 2 8 4 3 7 ) 摘要本文介绍了一种应用于兆瓦级风力发电机组的发电量提升技术,通过在低风速段微调

桨叶来让叶片获取更大的风能利用系数。文章阐述了微调桨叶控制算法的原理、实施依据,并通过搭建系统模型对微调桨叶控制算法进行仿真分析,仿真结果表明其对功率曲线有显著的改善。 最后通过在南方和北方各选取一个风场进行现场试验,现场试验的结果验证了方案的可靠性和有 效性。

关键词:风力发电机组;微调桨叶;提升发电量;最佳叶尖速比;最大风能利用系数

App l i c a t i o n o f a Ge ne r a t i o n I m pr o v i ng Te c hni q ue f o r M e g a wa t t W i nd Tur b i ne Di n gXi a n g L a nZ h j i i e

( Gu a n g d o n g Mi n g y a n g Wi n d P o we r I n d u s t r y G r o u p C o ., L t d, Z h o n g s h a n, G u a n g d o n g 5 2 8 4 3 7 ) Abs t r a c t A e l e c t r i c i t y g e ne r a t i on i mpr o vi ng t e c h ni q ue a pp l y i n g f o r me g a wa t t wi n d t u r b i n e g e ne r a t o r u ni t i s i nt r od uc e d.Tha t’ S t o s a y,wh e n t h e g e ne r a t o r u ni t i s i n l o w s p e e d,t he b l a d e i s in f e

a d j u s t e d b y t h e p i t c h c o n t r o l l e r t o o b t a i n t h e ma x i m u m p o w e r c o e ic f i e n t . T h e f u n d a me n t a l p r i n c i p l e a n d i mpl e me n t a t i o n ba s i s o f t hi s t e c h ni q u e i s i l l u s t r a t e d. The c o n

t r o l s ys t e m i s s i m ul a t e d a n d a n a l yz e d,a nd he t r e s ul t s s h o w t hi s s t r a t e g y c a n i mp r o ve t h e p o we r c u r v e o b vi o us l y .Fi na l l y,a t e s t i ng wi n d f a r m i s s e l e c t e d i n t h e bo t h s o u t h a n d n o r t h t o v e r i f y t he r e l i a bi l i t y a n d va l i d i t y o f t h i s t e c h ni q u e .

Ke y wo r d s:wi n d ur t b i n e g e n e r a t o r u n i t; b l a d e i f n e a d j u s t me n t;i mp r o v i n g e l e c t r i c i t y g e n e r a t i o n; o pt i mu m t i p s pe e d r a t i o; ma x i mu m p o we r c O e f ic f i e n t

风电作为一种可再生的绿色能源当前在电网中 所占的比例越来越大。现有的变速运行风力机以其 理论上能最大限度地实现最大风能捕获的优点正在

发逐渐引起各方关注。因此,进一步推进了机组发电性能的提升,为低风速风场客户创造了价值就显得尤为迫切。低风速机组由于其额定风速低,若要达到与普通机组同样的功率输出,就必须加大叶片以捕获更多的风能。 受多种因素的影响,传统变速恒频变桨矩风力 发电机组往往没有运行在最佳 C p 曲线上,也就是

并一直备受国内外学者的青睐,在过去的几十年里发展出了许多理论,诸如最大功率点跟踪 MP P T算法等,也有一些有关转换效率的理论研究文【】】证明 变速风力发电系统比恒速系统效率要高 3 8%。然而

到目前为止也没有实验能证明某个系统能一直捕获最大风能,这说明了风力发电系统本身具有一种不确定性。 目前,全国范围内可利用的低风速资源面积约占全国风能资源区的 6 8%,且均接近电网负荷的受端地区。在风能资源较好地区的风电开发受限于并网瓶颈而不

断“弃风”的背景下,低风速区风场开

说未能真正实现理论上的最大风能捕获,尽管应用 了类似最大功率点跟踪 MP P T算法。

本文提出的低风速微调桨叶提升发电量技术能在不增加成本的基础上,充分发挥叶片空气动力学固有性能,在风电机组运行在低于额定转速时,通过桨叶调节维持最佳叶尖速比,追踪最大风能利用系数来实现最大风能捕获,从而达到提高风电机组

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发电量提升技术在兆瓦级风力发电机组中的应用

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