低平均风速风力发电机发电效能提升研究
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完成单位:国华(神木)新能源有限公司
登记编号:-
登记年份:2025
发布时间:2025-02-06
成果主要完成人
朱文凡,王冲,曹鹏,王炎,白锐,屈德斌,刘五亮
项目概况
1.成果针对问题现状(成果产生背景)
近年来,我国新能源发电行业发展迅速,随着新能源装机容量快速攀升和电力市场改革,新能源电力的平价时代已经到来,发电效率逐渐成为评价风力发电机的重要指标。直驱系统在低功率工况效率较高,而双馈系统在高功率工况效率较高。
神木风电场风频分布集中在低风速区间为主,对该场站的双馈机组来说,若能够提升机组在低风速下的发电效率,那将提升风电场的发电效益,但集团内部无相关内容的成熟应用。
2.成果原理说明
双模风力发电机组的改造是在传统双馈风力发电机组的基础上,增加了一种全功率运行的发电模式,故称作双模风力发电机组。其原理是在小风阶段将定子三相短接,将双馈电机变为鼠笼电机。经改造后的双模发电系统在低风速段的发电效率仅稍次于直驱型系统,从而使机组相较双馈机组在低风速段拥有了较好的发电性能。
技术人员将双馈机型进行控制优化改进。当风速较低时,将发电机由双馈电机模式转变为全功率模式,在此模式下,转子开口电压与转速呈正比关系,突破了传统双馈风力发电机的运行转速下限,实现风力发电机在整个风速段的最佳能力捕获效率,从而摒弃了双馈机组低风速段系统效率偏低的缺点,形成所谓的“全功率-双馈智能切换控制”。另外,全功率模式下,发电机与电网不直接连接,通过优化电机励磁控制方法实现提高电气传动链发电效率。
3.成果实施已取得效果说明
经过本次项目的研究与验证,公司成功研发一套全功率-双馈智能切换控制策略技术和改造方案,可以降低双馈机组的切入风速,在高风速段维持双馈机组的转差功率控制模式,在低风速时转换成全功率控制模式,实现了适配高低风速段两种模式无缝切换的高效控制。
经实际验证,通过改造的1.5MW双馈风电机在陕北低风速风频较高区域可实现单期风电机组综合发电量提升1%以上。并且全功率模式运行并不会影响电气部件的负载寿命或整体风机的负荷安全。
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