1、1.5MW風力發電機組增容風力發電機組增容技術應用技術應用研發項目匯報國電寧海風力發電有限公司國電寧海風力發電有限公司浙江運達風電股份有限公司浙江運達風電股份有限公司2.2.項目立項依據項目立項依據5.5.研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險6.6.成果及主要用途成果及主要用途3.3.項目進度及總體安排項目進度及總體安排4.4.項目經費預算項目經費預算目錄目錄21.1.項目背景項目背景各國風力發電工業正以其不同的方式在提高風力發電的經濟性，都在想方設法提高現有的技術水平，選擇最優秀的設計方案。本文將提高風電機組額定容量作為研究內容，在不更換風電機組當前硬件配置的前提下，不增加機組的疲勞載荷和極

2、限載荷條件下，權衡機組發電量和載荷的平衡，創新優化風力發電系統的智能控制方案。以提高機組經濟運行水平，提高風電場出力為目標，更好地體現社會效益和企業效益。項目概要項目概要3一臺1.5MW的風電機組在應用增容技術后，可以增加60kw的發電量。每年按2800可利用小時計算，可達額定風速百分比為12%，每年增加的發電量是0.2016萬kwh。按電費的市價0.61元/度計算，在乘以0.8的折算率，每臺增容的風電機組較增容前可以為企業增加將近1萬元的產值。在沒有額外資金投入的條件下，可以取得這樣經濟回報，擁有非常高的投資回報率。項目概要項目概要4需求分析（產業）需求分析（產業）l 能源消耗規模大能源消耗

3、規模大l 環境污染嚴重環境污染嚴重l 常規能源不足，新能源豐富常規能源不足，新能源豐富項目立項依據項目立項依據5需求分析（市場）需求分析（市場）l 本增容技術不會增加企業的額外投入，不會帶本增容技術不會增加企業的額外投入，不會帶來運行維護的額外支出。來運行維護的額外支出。l 提高風場的發電量，同時又提高了風電機組的提高風場的發電量，同時又提高了風電機組的可利用率。可利用率。項目立項依據項目立項依據6技術選擇可行性分析技術選擇可行性分析項目立項依據項目立項依據項目進度及總體安排項目進度及總體安排階段時間階段時間項目的階段計劃及階段目標。項目的階段計劃及階段目標。2012年年2月月-3月月調研國內

4、外主流風電場增容技術的研發應用情況，出具調研報告。2012年年4月月-5月月提出運達風電場增容技術的要求指標，確定增容方案、技術路線。出具確定技術方案的會議紀要。2012年年6月月-8月月利用風場運行數據，開展控制策略研究，進行模糊規則庫建立和完善，初步優化控制算法。2012年年8月月-10月月優化控制算法后，進行整機載荷的仿真驗證，進一步優化控制策略。直到理論上達到要求。2012年年11月月-2013年年4月月現場調試試運行，進行電氣系統校驗、試驗，風場實際工況下增容機組發電功率試驗等各項實際工況下的驗證試驗。并完善控制策略，發布最終版本。2013年年5月月-2013年年9月月研究成果在風場

5、實際投入運行，并進行相關數據分析，完善控制策略，發布最終版本。8項目經費預算項目經費預算申請經費總金額其 中備 注20萬 申請資助0 自籌金額2 0萬 預算支出科目金額（萬元）計算根據及理由設備調整費0 檢測費5 試驗費5 研究費7仿真，圖紙等內部會議費差旅費3 總 計20 9研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險10u運達公司對風力發電技術的研究已經超過20年，對風電機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。u對風電機組在運行中存在的各種問題、待解決的方案積累了大量的經驗。u具備各類型控制器、風機主機可作為研究對象。11研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險可研條件可

6、研條件研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險u在不更換風電機組當前硬件配置的前提下，通過控制策略的優化、算法的調整。使1.5MW機組在不增加機組的疲勞載荷和極限載荷的條件下增容到1.56MW。12主要研究內容主要研究內容u增容后風電機組的輸出功率、發電機的專速和轉矩電流都回產生變化，就需要對各自的模糊控制策略進行優化研究。l從屬函數、規則矩陣等控制規則的優化完善l不同模糊控制之間的協調研究13研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險關鍵技術關鍵技術l 通過拖動試驗，檢測主要電氣部件即發電機和變流器系統，工作在增容狀態下，過載、溫升等電氣性能。l 定轉子繞組熱態絕緣電阻試驗滿足相應國標要求。l 變流器

7、溫升情況滿足國標要求。14研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險關鍵技術關鍵技術下面兩張圖表，充分驗證了該機組在運用了增容控制技術后，發電功率達到了預期效果，發電機額定轉速維持在1800rpm，通過其他數據的記錄表明機組其余各項指標都處于安全的范圍之內。15研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險關鍵技術關鍵技術u風場實際工況下增容機組發電功率試驗l 。16研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險關鍵技術關鍵技術機組測試工況切入風速額定風速切出風速控制策略滿發功率增容前1.5MW現場實際工況3m/s12m/s25m/s常規控制1500KW增容后1.56MW現場實際工況3m/s12m/s25m/sWind

8、ey-EnergyIncrease1560KW表1 實際工況下機組增容前后數據滿發工況數據u風場實際工況下增容機組發電功率試驗17研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險關鍵技術關鍵技術u對整機、主軸、主軸承、塔架、槳葉等機械部件關鍵部位對增加了新型控制策略進行動態仿真。校驗風電機組工作在增容狀態下，整機、基礎及關鍵部位的疲勞載荷和極限載荷工作在安全范圍內。18研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險創新點創新點19研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險創新點創新點關鍵部件載荷W77-抗臺1.5MWTMT771.56MWTMT77/抗臺Load caseB-RootMxy5836.8461179.0%d

9、lc6.1c3Mz136.4104.176.3%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%dlc6.2i3Tba

10、seMxy577255471494.8%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 機組增容后極限載荷與W77-抗臺（未增容機組）對比表20研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險創新點創新點u轉速控制方面主要通過采用模糊控制，建立轉速模糊控制規則庫，達到抑制發電機功率轉速的超調與波動。u轉矩控制方面則采用基于發電機轉速反饋濾波的轉矩紋波控制方式，加大傳動鏈阻尼，減低結構疲勞和極限載荷。21研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險創新點創新點22研究內容及潛在風險研究內容及潛在風險創新點創新點l 制定一套完整細致的驗證方案，對整機以及關鍵部件的疲勞載荷和極限載荷的仿真驗證。選擇多臺機組進行實際的運行驗證。23研究