大型风电机组综合性能评估系统研究

【摘要】：随着风电事业在世界范围内的飞速发展,风电机组单机容量的不断增大,虽然风电机组的设计寿命要求至少达到20年,但由于风电机组长期工作在交变载荷的作用下,工作环境恶劣,从而使得机组在运行过程中难免发生故障,导致机组的性能下降,而且由于管理、技术等原因使得机组的运行状态变得难以掌握,一旦发生故障,不但造成损失,其维修工作也不容易开展。因此,开展对风电机组的性能评估,了解机组的运行状态是十分必要的。 本文在分析了风电机组性能评估的重要性之后,对风电机组的工作原理及其性能参数做了简要的介绍,在前人工作的基础上主要做了如下工作： 1)在国际电工委员会有关风电机组性能测试标准——风电机组功率特性测试(IEC61400-12-1)的基础上,提出了基于实测数据进行风电机组性能评估的方案,对实测数据的获取条件和数据处理方法进行了分析。并用所提出的方案对某种型号风电机组的实测数据进行了处理,进而对其运行性能进行了评估,验证了该方案的可行性和适用范围。 2)探讨了风电机组实测风速的修正问题,对机舱尾部风速测点的风速流动状态进行了有限元数值模拟,结果表明,风电机组风速仪所在位置的风速与风轮前方的实际来风风速具有线性关系。用实际风电机组测量数据验证了该方法及所得结论的正确性。 3)将模糊综合评判法应用到风电机组性能评估中，以风电机组实际运行测量得到的功率曲线的相关参数作为输入,采用模糊综合评判法给出风电机组的运行性能的评价结果的定量表示。通过实际数据验证了模糊综合评判法的可行性与稳定性。开发了基于Matlab软件平台的交互式风电机组性能评估软件。 【关键词】：风电机组 性能评估 风速修正 模糊综合评判 系统开发
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 风电机组性能测试及相关标准11-12
• 1.2.2 风电机组性能分析与评估12-13
• 1.3 本文研究内容13-14
• 第2章 风电机组工作原理及性能参数14-28
• 2.1 风电机组的空气动力学原理14-18
• 2.1.1 升力与阻力14-15
• 2.1.2 功率与功率系数15-18
• 2.2 风电机组的性能参数18-28
• 2.2.1 功率特性18-23
• 2.2.2 扭矩特性23-24
• 2.2.3 推力特性24-26
• 2.2.4 其它运行特性26
• 2.2.5 振动特性26-28
• 第3章 基于实测数据的风电机组数据采集与处理28-49
• 3.1 功率特性测试的IEC标准简介28-38
• 3.1.1 测试前的准备28-30
• 3.1.2 测试设备30-32
• 3.1.3 测试程序32-34
• 3.1.4 得到结果34-35
• 3.1.5 报告格式35-38
• 3.2 基于实测数据的数据采集与处理方案38-41
• 3.2.1 数据采集前的准备38
• 3.2.2 数据采集设备38-40
• 3.2.3 数据采集程序40
• 3.2.4 得到结果40
• 3.2.5 报告格式40-41
• 3.3 风速数据修正方法41-47
• 3.3.1 风轮吸收风能的影响41-42
• 3.3.2 叶片阻挡的影响42-45
• 3.3.3 对两种情况的验证45-47
• 3.4 本章小结47-49
• 第4章 基于模糊综合评判的风电机组性能评估49-63
• 4.1 模糊综合评判的基本原理49-52
• 4.1.1 模糊理论简介49-51
• 4.1.2 模糊综合评判51-52
• 4.2 风电机组综合性能的模糊综合评判52-59
• 4.2.1 评价指标的确定52-53
• 4.2.2 综合评判级数的确定53
• 4.2.3 风电机组功率特性评估53-59
• 4.3 评价示例59-62
• 4.3.1 两台机组三月份功率特性评估结果对比59-60
• 4.3.2 模糊综合评判法稳定性验证60-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第5章 风电机组性能评估软件开发63-78
• 5.1 软件设计目标63
• 5.2 软件结构及开发平台63-67
• 5.2.1 功能模块划分63-66
• 5.2.2 软件开发平台66-67
• 5.3 软件的实现67-76
• 5.3.1 登陆界面设计67-68
• 5.3.2 主界面设计68
• 5.3.3 数据读取模块设计68-70
• 5.3.4 参数设置模块设计70-71
• 5.3.5 图形显示模块设计71-73
• 5.3.6 表格显示模块设计73
• 5.3.7 性能评估模块设计73-75
• 5.3.8 帮助模块设计75-76
• 5.4 本章小结76-78
• 第6章 结论与展望78-80
• 6.1 结论78
• 6.2 展望78-80
• 参考文献80-83
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果83-84
• 致谢84

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