基于运行数据的风电机组性能评估研究

【摘要】：风力发电作为一种可再生能源发电技术,其具有无污染、可大规模开发等优势。随着对风电场运行管理水平要求的不断提高,风电机组状态评估成为了风电研究领域内亟待解决的关键问题之一。本文研究基于运行数据的风电机组进行状态评估。本课题研究的主要内容如下：1、风电机组整体性能评估。风电机组功率特性曲线是机组设计制造时的参考依据,更是考察机组发电效率、评估机组性能的重要指标之一。本文采用网格法,在IE61400-12-1国际标准的框架下合理处理数据。采用高斯过程建立功率特性曲线的连续模型。在此基础上,对比不同机组的功率特性曲线和风能利用系数,对风电机组整体性能进行评估。2、风电机组分部件性能评估。在整体性能评估的基础上,本文采用与标杆机组进行比对的方法对风电机组分部件进行评估,主要包括环境因素、偏航系统、变桨系统和控制系统。每个部件对机组整体性能的影响方式和程度不同,导致不同机组的发电效率和性能出现差异。我国大部分地区的风特性导致了春季发电效率最高。湍流特性直接影响风速和风向,进而对机组发电效率造成影响。在偏航系统中,风向标不准确和偏航误差大会导致风电机组发电能力降低。当变桨系统存在桨距角偏差时,会导致气动转矩和轴向载荷不平衡,影响机组性能。针对风电机组子部件可能出现导致机组性能下降的问题,本文给出了初步的改进优化方案。 【关键词】：风力发电 性能评估 功率曲线 风特性 分部件评估
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 国内外风电机组性能评估现状11-12
• 1.2.2 分部件评估的研究现状12-13
• 1.3 本文研究内容13-15
• 第2章 GE风电机组介绍15-20
• 2.1 GE风电机组15
• 2.2 监控系统参数15-17
• 2.3 风电机组基本控制要求17-18
• 2.4 风电机组运行控制过程18-20
• 第3章 风电机组整体性能评估20-36
• 3.1 引言20
• 3.2 数据处理20-24
• 3.2.1 数据的标准化21-22
• 3.2.2 网格法处理数据22-24
• 3.3 基于高斯过程的功率曲线建模分析24-31
• 3.3.1 基于高斯过程的功率曲线建模24-29
• 3.3.2 功率曲线比较29-31
• 3.4 风能利用特性31-34
• 3.4.1 风能利用系数31
• 3.4.2 绘制风能利用系数曲线31-33
• 3.4.3 风能利用系数的一些特殊情况33-34
• 3.5 本章小结34-36
• 第4章 分部件评估36-51
• 4.1 引言36
• 4.2 风特性36-41
• 4.2.1 风频特性37
• 4.2.2 风向特性37-39
• 4.2.3 风湍流39-41
• 4.3 偏航系统41-44
• 4.3.1 偏航系统原理41
• 4.3.2 偏航误差对风电机组性能的影响41-44
• 4.4 变桨系统44-48
• 4.4.1 变桨系统原理44
• 4.4.2 桨距角对风电机组性能的影响44-48
• 4.5 控制系统48-50
• 4.6 本章小结50-51
• 第5章 结论51-52
• 参考文献52-56
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果56-57
• 致谢57

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