1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增容技術(shù)應(yīng)用研發(fā)項目匯報國電寧海風(fēng)力發(fā)電有限公司浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)電股份有限公司1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組增容技術(shù)應(yīng)用研發(fā)項目匯報國電寧海風(fēng)力發(fā)2.項目立項依據(jù)5.研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險6.成果及主要用途3.項目進(jìn)度及總體安排4.項目經(jīng)費(fèi)預(yù)算目錄21.項目背景2.項目立項依據(jù)5.研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險6.成果及主要用途3.概要各國風(fēng)力發(fā)電工業(yè)正以其不同的方式在提高風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性，都在想方設(shè)法提高現(xiàn)有的技術(shù)水平，選擇最優(yōu)秀的設(shè)計方案。本文將提高風(fēng)電機(jī)組額定容量作為研究內(nèi)容，在不更換風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前硬件配置的前提下，不增加機(jī)組的疲勞載荷和極限載荷條件下，權(quán)衡機(jī)組發(fā)電量和載荷的平衡，創(chuàng)新優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的智能控制方案。以提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，提高風(fēng)電場出力為目標(biāo)，更好地體現(xiàn)社會效益和企業(yè)效益。項目概要3概要各國風(fēng)力發(fā)電工業(yè)正以其不同的方式在提高風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)濟(jì)效益分析一臺1.5MW的風(fēng)電機(jī)組在應(yīng)用增容技術(shù)后，可以增加60kw的發(fā)電量。每年按2800可利用小時計算，可達(dá)額定風(fēng)速百分比為12%，每年增加的發(fā)電量是0.2016萬kwh。按電費(fèi)的市價0.61元/度計算，在乘以0.8的折算率，每臺增容的風(fēng)電機(jī)組較增容前可以為企業(yè)增加將近1萬元的產(chǎn)值。在沒有額外資金投入的條件下，可以取得這樣經(jīng)濟(jì)回報，擁有非常高的投資回報率。項目概要4經(jīng)濟(jì)效益分析一臺1.5MW的風(fēng)電機(jī)組在應(yīng)用增容技術(shù)后，可以增需求分析（產(chǎn)業(yè)）我國能源環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)能源消耗規(guī)模大環(huán)境污染嚴(yán)重浙江省經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要及省內(nèi)能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀常規(guī)能源不足，新能源豐富國內(nèi)外風(fēng)電機(jī)組控制策略優(yōu)化研究的要求項目立項依據(jù)5需求分析（產(chǎn)業(yè)）我國能源環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)項目立項依據(jù)5需求分析（市場）提高風(fēng)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益本增容技術(shù)不會增加企業(yè)的額外投入，不會帶來運(yùn)行維護(hù)的額外支出。提高風(fēng)場的發(fā)電量，同時又提高了風(fēng)電機(jī)組的可利用率。增容技術(shù)有較好的可移植性，可以應(yīng)用于同類機(jī)組中項目立項依據(jù)6需求分析（市場）提高風(fēng)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益項目立項依據(jù)6技術(shù)選擇可行性分析提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電功率總體上有三種方案：加長槳葉：增加風(fēng)電機(jī)組載荷、需要購買更換槳葉、需要施工資金升高塔筒：增加風(fēng)電機(jī)組載荷、施工難度大優(yōu)化控制策略和調(diào)整控制算法，升級主控程序：不用更換硬件設(shè)備，不用額外資金投入；以通過權(quán)衡發(fā)電量和機(jī)組載荷的平衡，使機(jī)組的疲勞載荷和極限載荷維持在安全范圍之內(nèi)項目立項依據(jù)技術(shù)選擇可行性分析提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電功率總體上有三種方案：項項目進(jìn)度及總體安排階段時間項目的階段計劃及階段目標(biāo)。2012年2月-3月調(diào)研國內(nèi)外主流風(fēng)電場增容技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用情況，出具調(diào)研報告。2012年4月-5月提出運(yùn)達(dá)風(fēng)電場增容技術(shù)的要求指標(biāo)，確定增容方案、技術(shù)路線。出具確定技術(shù)方案的會議紀(jì)要。2012年6月-8月利用風(fēng)場運(yùn)行數(shù)據(jù)，開展控制策略研究，進(jìn)行模糊規(guī)則庫建立和完善，初步優(yōu)化控制算法。2012年8月-10月優(yōu)化控制算法后，進(jìn)行整機(jī)載荷的仿真驗(yàn)證，進(jìn)一步優(yōu)化控制策略。直到理論上達(dá)到要求。2012年11月-2013年4月現(xiàn)場調(diào)試試運(yùn)行，進(jìn)行電氣系統(tǒng)校驗(yàn)、試驗(yàn)，風(fēng)場實(shí)際工況下增容機(jī)組發(fā)電功率試驗(yàn)等各項實(shí)際工況下的驗(yàn)證試驗(yàn)。并完善控制策略，發(fā)布最終版本。2013年5月-2013年9月研究成果在風(fēng)場實(shí)際投入運(yùn)行，并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)分析，完善控制策略，發(fā)布最終版本。8項目進(jìn)度及總體安排階段時間項目的階段計劃及階段目標(biāo)。2012項目經(jīng)費(fèi)預(yù)算申請經(jīng)費(fèi)總金額其

中備

注20萬

申請資助0

自籌金額20萬

預(yù)算支出科目金額（萬元）計算根據(jù)及理由設(shè)備調(diào)整費(fèi)0

檢測費(fèi)5

試驗(yàn)費(fèi)5

研究費(fèi)7仿真，圖紙等內(nèi)部會議費(fèi)差旅費(fèi)3

總

計20

9項目經(jīng)費(fèi)預(yù)算申請經(jīng)費(fèi)總金額其中備注20萬

研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險102、主要研究內(nèi)容3、關(guān)鍵技術(shù)4、創(chuàng)新點(diǎn)5、潛在風(fēng)險1、具備的可研條件研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險102、主要研究內(nèi)容3、關(guān)鍵技術(shù)4、創(chuàng)新點(diǎn)運(yùn)達(dá)公司對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究已經(jīng)超過20年，對風(fēng)電機(jī)組控制理論的深入研究也已很多年，擁有自己完整、有效且可行的控制方案。對風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行中存在的各種問題、待解決的方案積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。具備各類型控制器、風(fēng)機(jī)主機(jī)可作為研究對象。11研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險可研條件運(yùn)達(dá)公司對風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究已經(jīng)超過20年，對風(fēng)電機(jī)組控制理研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險在不更換風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前硬件配置的前提下，通過控制策略的優(yōu)化、算法的調(diào)整。使1.5MW機(jī)組在不增加機(jī)組的疲勞載荷和極限載荷的條件下增容到1.56MW。12主要研究內(nèi)容研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險在不更換風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前硬件配置的前提下，通過增容情況下的控制策略研究增容后風(fēng)電機(jī)組的輸出功率、發(fā)電機(jī)的專速和轉(zhuǎn)矩電流都回產(chǎn)生變化，就需要對各自的模糊控制策略進(jìn)行優(yōu)化研究。從屬函數(shù)、規(guī)則矩陣等控制規(guī)則的優(yōu)化完善不同模糊控制之間的協(xié)調(diào)研究13研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵技術(shù)增容情況下的控制策略研究13研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵技術(shù)電氣系統(tǒng)校驗(yàn)、試驗(yàn)通過拖動試驗(yàn)，檢測主要電氣部件即發(fā)電機(jī)和變流器系統(tǒng)，工作在增容狀態(tài)下，過載、溫升等電氣性能。定轉(zhuǎn)子繞組熱態(tài)絕緣電阻試驗(yàn)滿足相應(yīng)國標(biāo)要求。變流器溫升情況滿足國標(biāo)要求。14研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵技術(shù)電氣系統(tǒng)校驗(yàn)、試驗(yàn)14研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)場實(shí)際工況下增容機(jī)組發(fā)電功率試驗(yàn)下面兩張圖表，充分驗(yàn)證了該機(jī)組在運(yùn)用了增容控制技術(shù)后，發(fā)電功率達(dá)到了預(yù)期效果，發(fā)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速維持在1800rpm，通過其他數(shù)據(jù)的記錄表明機(jī)組其余各項指標(biāo)都處于安全的范圍之內(nèi)。15研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)場實(shí)際工況下增容機(jī)組發(fā)電功率試驗(yàn)15研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵風(fēng)場實(shí)際工況下增容機(jī)組發(fā)電功率試驗(yàn)。16研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵技術(shù)機(jī)組測試工況切入風(fēng)速額定風(fēng)速切出風(fēng)速控制策略滿發(fā)功率增容前1.5MW現(xiàn)場實(shí)際工況3m/s12m/s25m/s常規(guī)控制1500KW增容后1.56MW現(xiàn)場實(shí)際工況3m/s12m/s25m/sWindey-EnergyIncrease1560KW表1實(shí)際工況下機(jī)組增容前后數(shù)據(jù)滿發(fā)工況數(shù)據(jù)風(fēng)場實(shí)際工況下增容機(jī)組發(fā)電功率試驗(yàn)16研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵風(fēng)場實(shí)際工況下增容機(jī)組發(fā)電功率試驗(yàn)17研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵技術(shù)風(fēng)場實(shí)際工況下增容機(jī)組發(fā)電功率試驗(yàn)17研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險關(guān)鍵對風(fēng)電機(jī)組的整體以及各部件的仿真驗(yàn)證對整機(jī)、主軸、主軸承、塔架、槳葉等機(jī)械部件關(guān)鍵部位對增加了新型控制策略進(jìn)行動態(tài)仿真。校驗(yàn)風(fēng)電機(jī)組工作在增容狀態(tài)下，整機(jī)、基礎(chǔ)及關(guān)鍵部位的疲勞載荷和極限載荷工作在安全范圍內(nèi)。18研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)新點(diǎn)對風(fēng)電機(jī)組的整體以及各部件的仿真驗(yàn)證18研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)對風(fēng)電機(jī)組的整體以及各部件的仿真驗(yàn)證19研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)新點(diǎn)關(guān)鍵部件載荷W77-抗臺1.5MWTMT771.56MWTMT77/抗臺LoadcaseB-RootMxy5836.8461179.0%dlc6.1c3Mz136.4104.176.3%dlc6.2f1Fxy304.5271.689.2%dlc6.2k2Fz681.2611.489.8%dlc1.6r4R-HubMx2298.3212592.5%dlc1.5cr2Myz38473577.393.0%dlc1.6r2Fx480.6420.187.4%dlc1.5cl3Fyz600534.289.0%dlc6.2i3S-HubMx2298.3212592.5%dlc1.5cr2Myz38473577.393.0%dlc1.6r2Fx480.6420.187.4%dlc1.5cl3Fyz600534.289.0%dlc6.2i3TbaseMxy577255471494.8%dlc6.2c2Mz3338.43039.991.1%dlc6.1c3Fxy1035.11044.4100.9%dlc6.2c2Fz3052.22742.489.8%dlc1.6j3TtopMxy4219.64316.6102.3%dlc1.3by1Mz3338.53037.291.0%dlc6.1c3Fxy703.5640.891.1%dlc6.2k2Fz1434.71297.390.4%dlc1.6j3表2機(jī)組增容后極限載荷與W77-抗臺（未增容機(jī)組）對比表對風(fēng)電機(jī)組的整體以及各部件的仿真驗(yàn)證19研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)對風(fēng)電機(jī)組的整體以及各部件的仿真驗(yàn)證20研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)新點(diǎn)對風(fēng)電機(jī)組的整體以及各部件的仿真驗(yàn)證20研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)創(chuàng)新優(yōu)化新型控制策略轉(zhuǎn)速控制方面主要通過采用模糊控制，建立轉(zhuǎn)速模糊控制規(guī)則庫，達(dá)到抑制發(fā)電機(jī)功率轉(zhuǎn)速的超調(diào)與波動。轉(zhuǎn)矩控制方面則采用基于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速反饋濾波的轉(zhuǎn)矩紋波控制方式，加大傳動鏈阻尼，減低結(jié)構(gòu)疲勞和極限載荷。21研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新優(yōu)化新型控制策略21研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新優(yōu)化新型控制策略22研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)新點(diǎn)創(chuàng)新優(yōu)化新型控制策略22研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險創(chuàng)新點(diǎn)提高風(fēng)電機(jī)組額定容量，可能會引起風(fēng)電機(jī)組的載荷增加山地地形下湍流較大，需要特別注意風(fēng)電機(jī)組的控制穩(wěn)定性應(yīng)對策略：制定一套完整細(xì)致的驗(yàn)證方案，對整機(jī)以及關(guān)鍵部件的疲勞載荷和極限載荷的仿真驗(yàn)證。選擇多臺機(jī)組進(jìn)行實(shí)際的運(yùn)行驗(yàn)證。23研究內(nèi)容及潛在風(fēng)險潛在風(fēng)險提高風(fēng)電機(jī)組額定容量，可能會