亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        雙饋風(fēng)電機(jī)組實測與標(biāo)準(zhǔn)功率曲線偏差影響因素分析*

        2014-01-18 00:04:13宮玉鵬蘇麗營趙海春吳讓慧李磊李超峰
        風(fēng)能 2014年12期
        關(guān)鍵詞:定子坐標(biāo)系風(fēng)電

        文 | 宮玉鵬,蘇麗營,趙海春,吳讓慧,李磊,李超峰

        雙饋風(fēng)電機(jī)組實測與標(biāo)準(zhǔn)功率曲線偏差影響因素分析*

        文 | 宮玉鵬,蘇麗營,趙海春,吳讓慧,李磊,李超峰

        風(fēng)力發(fā)電因其具有系統(tǒng)安全性好、可靠性強(qiáng)、效率高及環(huán)保等獨(dú)特優(yōu)勢,逐漸成為許多國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分和研究焦點。2011年中國(除港、澳、臺地區(qū)外)全年新增風(fēng)電裝機(jī)容量17.63GW,中國風(fēng)電市場在歷經(jīng)多年的快速增長后正步入穩(wěn)健發(fā)展期。全國累計裝機(jī)容量62.36GW,繼續(xù)保持全球風(fēng)電裝機(jī)容量第一的地位。隨著風(fēng)力發(fā)電在中國的快速發(fā)展,風(fēng)電機(jī)組功率曲線測試的分析和研究工作也在逐步開展,相繼修訂了一些行業(yè)規(guī)范和國家測試標(biāo)準(zhǔn)。由于風(fēng)電機(jī)組的設(shè)計研究工作處于起步階段,而且設(shè)計研究和性能測試處于分離狀態(tài),所以導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)對減小標(biāo)準(zhǔn)和實測功率曲線誤差的研究工作進(jìn)展緩慢。影響風(fēng)電機(jī)組的實測和標(biāo)準(zhǔn)功率曲線偏差的原因很多,通過對測試數(shù)據(jù)和仿真數(shù)據(jù)的分析與研究,發(fā)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組環(huán)境和風(fēng)電機(jī)組控制策略對功率曲線偏差有影響,以下將對這些影響因素進(jìn)行深入地研究和分析。

        標(biāo)準(zhǔn)功率曲線與實測功率曲線

        標(biāo)準(zhǔn)功率曲線是在標(biāo)準(zhǔn)工況下,根據(jù)風(fēng)電機(jī)組設(shè)計參數(shù)計算給出的風(fēng)速與有功功率的關(guān)系曲線。標(biāo)準(zhǔn)功率曲線所對應(yīng)的環(huán)境條件是:溫度為15℃,1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓(1013.3hPa),空氣密度為1.225kg/m3。標(biāo)準(zhǔn)功率曲線只是通過靜態(tài)的模擬計算獲得,未考慮其他可能影響到風(fēng)電機(jī)組功率曲線的因素。

        實測功率曲線是按照IEC 61400-12標(biāo)準(zhǔn)要求,通過采集風(fēng)電機(jī)組的電壓、電流及測風(fēng)塔的風(fēng)速、氣壓、溫度等信號,通過相應(yīng)的計算方式,按照標(biāo)準(zhǔn)要求的空氣密度1.225 kg/m3推算出的功率曲線。

        環(huán)境對功率曲線偏差的影響

        根據(jù)貝茲理論,風(fēng)電機(jī)組從風(fēng)能中吸收的功率p為∶

        p -風(fēng)電機(jī)組發(fā)電功率; ρ-空氣密度;A-風(fēng)電機(jī)組葉輪掃掠面積; V-風(fēng)速; Cp-風(fēng)電機(jī)組的功率系數(shù); α-槳距角;λ-葉尖速比(ωmR/V , ωm為葉輪轉(zhuǎn)速,R為葉輪轉(zhuǎn)動半徑)。

        根據(jù)IEC 61400-12標(biāo)準(zhǔn),空氣密度的計算方式為:

        B10min-大氣壓力10min平均值; R0-干燥的氣體常數(shù)287.05J/(kg*k); T-絕對溫度10min平均值

        針對有功功率控制的風(fēng)電機(jī)組,風(fēng)速的規(guī)格化使用如下公式進(jìn)行:

        Vn-規(guī)格化的風(fēng)速; V10min-測量風(fēng)速10min平均值;ρ10min-測量空氣密度10min平均值;ρ0-標(biāo)準(zhǔn)空氣密度(1.225Kg/m3)

        根據(jù)公式(1),(2),(3)可以得到如下功率計算公式:

        根據(jù)公式(4)所示,隨著海拔高度的增加,氣壓在逐漸降低,風(fēng)電機(jī)組的額定發(fā)電功率逐漸下降;隨著溫度的下降,風(fēng)電機(jī)組的額定發(fā)電功率逐漸上升。圖1為相同型號的風(fēng)電機(jī)組不同海拔高度的功率曲線,兩條實測功率曲線要明顯低于標(biāo)準(zhǔn)功率曲線,海拔越高實測功率曲線下降的越厲害;圖2為東北地區(qū)同一臺風(fēng)電機(jī)組,由于冬季和夏季溫度差異的原因,冬季的功率曲線要比夏季的功率曲線好很多,而且更容易接近標(biāo)準(zhǔn)功率曲線。

        風(fēng)電機(jī)組控制方式對功率曲線偏差的影響

        風(fēng)電機(jī)組的功率控制方式對風(fēng)電機(jī)組的功率曲線有著至關(guān)重要的影響,不但可以減小對風(fēng)電機(jī)組塔架的影響,而且可以適當(dāng)減小其他部件的疲勞載荷,并且會大大提升風(fēng)電機(jī)組的功率曲線和功率系數(shù)。

        圖1 海拔高度對功率曲線的影響

        圖2 溫度對功率曲線的影響

        根據(jù)雙饋電機(jī)模型,定子取發(fā)電機(jī)模式,轉(zhuǎn)子取電動機(jī)模式,公式如下:-定子坐標(biāo)系定子電壓;Rs-定子坐標(biāo)系定子電阻;-定子坐標(biāo)系定子電流-定子坐標(biāo)系定子磁通;-轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系轉(zhuǎn)子電壓;Rr-轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系轉(zhuǎn)子電阻;-轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系轉(zhuǎn)子電流;-轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系轉(zhuǎn)子磁通。

        由于定子與轉(zhuǎn)子均在不同的坐標(biāo)系下,所以要將公式(5)換算到同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下:

        US-定子電壓;RS-定子電阻;iS-定子電流;φS-定子磁通;ω1-定子旋轉(zhuǎn)電角速度;Ur-定子電壓;Rr-轉(zhuǎn)子電阻;ir-轉(zhuǎn)子電流;φr-轉(zhuǎn)子磁通;ωr-轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)機(jī)械角速度。

        根據(jù)d-p坐標(biāo)變換,將定子電壓定在d軸,當(dāng)定子連接電網(wǎng),發(fā)電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為:

        Te-發(fā)電機(jī)的電磁扭矩;np-發(fā)電機(jī)的極對數(shù);Lm-發(fā)電機(jī)互感;Ls-發(fā)電機(jī)定子電感;im-發(fā)電機(jī)勵磁電流;idr-發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子d軸電流。

        根據(jù)風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)矩平衡公式:

        J為風(fēng)電機(jī)組傳動鏈的轉(zhuǎn)動慣量。

        風(fēng)電機(jī)組的電磁扭矩Te的大小是由發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子d軸電流所決定的,而轉(zhuǎn)子d軸電流是由發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速差Δωr經(jīng)過PID計算得到的。根據(jù)公式(9)可以看出,所有的項都是ωr的函數(shù),說明ωr測量的準(zhǔn)確性直接影響到風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)矩控制。由于自然界的風(fēng)速是不停變化的,所以導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速也隨著不停變化,這就給ωr的準(zhǔn)確測量帶來很大的誤差,也就會導(dǎo)致產(chǎn)生電磁扭矩的誤差ΔTe。同時,由于風(fēng)電機(jī)組是一個大慣性系統(tǒng),轉(zhuǎn)速變化速度無法跟隨風(fēng)速的變化速度,導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組葉輪無法吸收到最大風(fēng)能,勢必會產(chǎn)生輸入扭矩的誤差ΔT。所以由公式(9)可得,

        圖3是一組在不同風(fēng)速( v1 > v2 > v3 )下風(fēng)電機(jī)組的輸出功率特性,popt曲線是各風(fēng)速下最大輸出功率點的連線,即最佳功率曲線。

        可以看出,由于機(jī)械轉(zhuǎn)矩與電磁轉(zhuǎn)矩的誤差ΔT’的存在,追蹤的“最優(yōu)曲線”比理想的最佳曲線上下平移了ΔT’·ωr的偏差,如圖4所示。ΔT’·ωr>0,機(jī)組跟蹤的是圖中的popt1曲線;ΔT’·ωr<0,跟蹤的是popt2曲線。由于ΔT’·ωr存在,popt1或popt2都比較接近理想最佳曲線,但都不是最優(yōu)功率曲線,獲得的最大風(fēng)能追蹤控制效果與標(biāo)準(zhǔn)最佳功率曲線有一定偏差。

        標(biāo)準(zhǔn)與實測的發(fā)電機(jī)電磁扭矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系曲線如圖5所示,可以看出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)有較大偏差。由于控制器設(shè)計原因,無法保證風(fēng)電機(jī)組在實際發(fā)電過程中嚴(yán)格按照設(shè)計最優(yōu)值運(yùn)行,必然將會導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)功率曲線與實測功率曲線的偏差。

        圖3 風(fēng)電機(jī)組的最佳功率特性

        圖4 最大風(fēng)能追蹤誤差

        圖5 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速關(guān)系

        通過對風(fēng)電機(jī)組的測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,逐步降低ΔT’的絕對值,達(dá)到優(yōu)化風(fēng)電機(jī)組功率曲線的目的。如圖5所示,東北某風(fēng)電場對1.5MW風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行優(yōu)化后,可以看出風(fēng)電機(jī)組在小功率運(yùn)行時優(yōu)化效果比較明顯,基本接近標(biāo)準(zhǔn)功率曲線;當(dāng)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行在額定功率時,優(yōu)化測試曲線與標(biāo)準(zhǔn)功率曲線還是有較大偏差。轉(zhuǎn)矩偏差對功率曲線的影響見圖6。

        結(jié)論

        圖6 轉(zhuǎn)矩偏差對功率曲線的影響

        由于風(fēng)電機(jī)組的實際測試功率曲線受到風(fēng)電機(jī)組環(huán)境和控制策略的影響,導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組實際測試的功率曲線與標(biāo)準(zhǔn)功率曲線存在著很大的偏差。通過對兩個主要影響偏差的因素進(jìn)行分析后可知,在實際運(yùn)行過程中可以采取相應(yīng)的手段,來減小偏差的存在。希望可以提供一些理解風(fēng)電機(jī)組功率曲線偏差的思路,為以后改善實測功率曲線起到應(yīng)有的作用,并為完善相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)和檢測評估體系提供一定指導(dǎo)。在后續(xù)研究工作中,在不斷減小功率曲線偏差的情況下,應(yīng)利用仿真或者測試來評估減小偏差是否會對風(fēng)電機(jī)組其它部件造成很大的影響,并且針對功率曲線的偏差,應(yīng)該更深入的從空氣動力學(xué)、葉片翼型、變槳控制策略和功率控制策略等多個方面進(jìn)行考慮。

        (作者單位:華銳風(fēng)電科技(集團(tuán))股份有限公司)

        國家能源應(yīng)用技術(shù)研究及工程示范項目(NY20110401-1)

        猜你喜歡
        定子坐標(biāo)系風(fēng)電
        異步電動機(jī)定子沖片槽型優(yōu)化
        基于新型趨近律的雙定子電機(jī)控制系統(tǒng)研究
        海上風(fēng)電躍進(jìn)隱憂
        能源(2018年6期)2018-08-01 03:42:00
        分散式風(fēng)電破“局”
        能源(2018年6期)2018-08-01 03:41:56
        解密坐標(biāo)系中的平移變換
        坐標(biāo)系背后的故事
        風(fēng)電:棄風(fēng)限電明顯改善 海上風(fēng)電如火如荼
        能源(2018年8期)2018-01-15 19:18:24
        基于重心坐標(biāo)系的平面幾何證明的探討
        重齒風(fēng)電
        風(fēng)能(2016年12期)2016-02-25 08:46:38
        一種在線辨識定子電阻的MRAS轉(zhuǎn)速估算方法
        狠狠躁夜夜躁无码中文字幕| 中国产无码一区二区三区| 日本视频一区二区二区| 日本免费一区二区三区影院| 香蕉成人伊视频在线观看| 40岁大乳的熟妇在线观看| 国产全肉乱妇杂乱视频| 中国一级毛片在线观看| 亚洲一区二区欧美色妞影院 | 日本japanese丰满多毛| 日韩国产一区| 国内精品久久人妻性色av| 国产精品一区二区夜色不卡| 日韩精品中文一区二区三区在线 | 日本师生三片在线观看| 男女猛烈无遮挡免费视频| 性色av浪潮av色欲av| 国产精品揄拍100视频| 香蕉久久夜色精品国产| 精品国产亚洲第一区二区三区| 国产精品久久久国产盗摄| 亚洲综合自拍| 国产视频一区二区三区免费| 亚洲最新精品一区二区| 青青国产揄拍视频| 日日躁夜夜躁狠狠躁超碰97| 国产强伦姧在线观看| 国产婷婷成人久久av免费| 少妇被又大又粗又爽毛片久久黑人 | 久久久久久中文字幕有精品| 翘臀诱惑中文字幕人妻| 国产日产亚洲系列最新| 欧美婷婷六月丁香综合色| 日韩AV无码一区二区三不卡| 亚洲性av少妇中文字幕| 真实夫妻露脸自拍视频在线播放| 久久人妻无码一区二区| 欧美午夜精品一区二区三区电影| 久久国产精品不只是精品 | av网站免费线看| 国产三级国产精品国产专区|