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        淺析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行性能測試技術(shù)

        2019-12-21 07:00:47計(jì)國濤
        商品與質(zhì)量 2019年31期
        關(guān)鍵詞:風(fēng)輪發(fā)電機(jī)組風(fēng)力

        計(jì)國濤

        明陽智慧能源集團(tuán)股份公司 廣東中山 528400

        1 關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的概述

        風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的技術(shù)原理指的是通過利用大自然的風(fēng)能實(shí)施發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組則是通過技術(shù)的途徑將大自然的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的一種機(jī)械設(shè)施。輪毅與槳葉是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心組件。槳葉所具備的空氣動(dòng)力能夠帶動(dòng)風(fēng)輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)從而將大自然的風(fēng)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,進(jìn)而利用齒輪箱增速驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)把這種機(jī)械能最終轉(zhuǎn)化為電能資源。在當(dāng)前的發(fā)展階段,雙饋?zhàn)兯俸泐l風(fēng)力發(fā)電機(jī)組得到了十分廣泛的應(yīng)用,該機(jī)組的風(fēng)輪槳距角能夠?qū)崿F(xiàn)自由調(diào)節(jié),內(nèi)部的發(fā)電機(jī)也具有變速功能,能夠有效輸出恒頻恒壓電能資源,在效率的保證方面受到認(rèn)可。在低于額定風(fēng)速的情況下,發(fā)電機(jī)充分利用改變轉(zhuǎn)速以及槳距角的作用令機(jī)組系統(tǒng)能夠在良好的尖速比的狀態(tài)下運(yùn)行,從而輸出最理想的功率,在處于高風(fēng)速的情況下,利用改變槳距角的方式令機(jī)組的功率輸出控制在額定功率的范圍內(nèi)。 具有高效、性價(jià)比高、逆變器功率較小的優(yōu)勢特征[1]。此外,調(diào)速的幅度達(dá)到 30%的額定轉(zhuǎn)速范圍,變流的容量僅僅維持系統(tǒng)容量的 30% ,MPPT 控制,與變速恒頻驅(qū)動(dòng)無功功率、有功等 實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立的控制。另一方面,因?yàn)轱L(fēng)能具有不穩(wěn)定以及捕獲最大風(fēng)能的條件,發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的變化是連續(xù)性的,并且頻繁地在同步轉(zhuǎn)速上、下之間存在波動(dòng)的情況, 為有效促進(jìn)風(fēng)力機(jī)組能夠追蹤以及捕獲到最大的能量,從而保障電網(wǎng)對輸入電力所提出的條件。因此在這種情況下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)務(wù)必需要變速恒頻地進(jìn)行運(yùn)行。

        2 關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行性能測試技術(shù)研究

        2.1 機(jī)械載荷的測試

        機(jī)械載荷的測試主要分為三個(gè)部分的測試,內(nèi)容包括:(1)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷測試系統(tǒng)。在通常的情況下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械載荷檢測系統(tǒng)通過把變電橋轉(zhuǎn)換為載荷信號的傳感器,從而實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)部核心組件載荷狀態(tài)的測試。一般在信號調(diào)理裝置的內(nèi)部中,模擬濾波器所輸出的截止頻率與傳感器的輸出模擬信號相比,有效頻率超過了 3 倍左右,以此作為降低噪聲與虛假信號的影響程度。而數(shù)據(jù)采集裝置所輸出的采樣頻率與測試信號的有效頻率相比,通常超出 8 倍左右,存儲(chǔ)裝置和數(shù)據(jù)顯示需要進(jìn)行自動(dòng)儲(chǔ)存時(shí)間序列、統(tǒng)計(jì)等方面的數(shù)據(jù)和,還要自動(dòng)形成俘獲矩陣。(2) 風(fēng)輪葉片根部彎矩的測試。在對風(fēng)輪葉片根部彎矩的測試過程中,測試 傳感器一般都使用電阻應(yīng)變片,首先把應(yīng)變片粘貼在葉片的內(nèi)部位置,這主要是為了避免雷電或者相關(guān)的環(huán)境外力因素對應(yīng)變片產(chǎn)生影響或破壞。在正常的情況下,應(yīng)變片需要安設(shè)于葉片根部的圓柱形范圍內(nèi),全部應(yīng)變片至葉片邊緣的距離必須要保持一致,這樣主要是為了能夠控制葉片揮舞與擺振信號的交叉敏感度系數(shù)在最低的水平。(3)載荷測試的數(shù)據(jù)處理。在一般的情況下,實(shí)現(xiàn)對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)械載荷的測試,首先要建立一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫,同時(shí)還要采集到各種時(shí)間序列信息數(shù)據(jù)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常情況下承載的外部載荷通常是因?yàn)闀r(shí)間變化的動(dòng)態(tài)隨機(jī)載荷,因此要涉及到俘獲矩陣將數(shù)據(jù),進(jìn)而有序和完整對所獲得的時(shí)間系列數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,并且將該數(shù)據(jù)作為研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)械載荷的根據(jù)[2]。

        2.2 電壓閃變和波動(dòng)的測試

        在一般情況下,電壓波動(dòng)指的是相關(guān)的電壓變動(dòng)以及工頻電壓包絡(luò)線的正常周期變化。閃變情況則指的是白熾燈的照度在由于電壓波動(dòng)出現(xiàn)變化的情況下,人的肉眼對白熾燈照度發(fā)生變化的一種主觀感受,這是一種代表電壓波動(dòng)實(shí)際輕重程度的硬性指標(biāo)。

        2.3 諧波的測試

        根據(jù)現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為了能夠有效限制電網(wǎng)諧波,我國出臺了諧波標(biāo)準(zhǔn),這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)方案主要適用于一些頻率為 標(biāo)稱電壓 10kV及以下、 50Hz國家公用電網(wǎng),目標(biāo)在于有效地將公用電網(wǎng)中的諧波限制于被認(rèn)可的幅度內(nèi),從而確保電網(wǎng)的電能質(zhì)量,同時(shí)進(jìn)一步預(yù)防因?yàn)橹C波 的問題對用戶電氣設(shè)備與電網(wǎng)帶來威脅[3]。

        3 結(jié)語

        根據(jù)上述內(nèi)容,對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行性能進(jìn)行測試主要是為了掌握風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行情況,確認(rèn)系統(tǒng)內(nèi)部是否存在故障損壞的問題,進(jìn)而對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行與維護(hù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),此外,通過加大對測試技術(shù)自主研發(fā)的投入,能夠提升我國發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與制造水平,進(jìn)而推動(dòng)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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