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风电机组综合性能评估与运行特性分析

关注热度:179   来源:新能源学术论文  作者:李若昭
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【摘要】: 风电机组的功率特性、风资源适用性、可靠性是衡量风电机组的重要指标,对风电场而言,上述指标直接决定风电机组年发电量的多少。利用风电机组计算机收集存储的风速、功率、启停机状态、故障情况等运行数据进行性能评估,评判风电机组实际功率曲线与标准功率曲线、功率曲线随运行年限增加的变化情况及发电量、可利用率等风电机组性能以及风电场设计的后评估等,是一种简单实用、方便易行、可以长期进行的评估方法。因风电机组运行发电多年出现性能老化,导致功率下降达不到额定功率,通对风电机组运行数据进行分析,采取调整风电机组叶片桨距角、对叶片进行清洗修补等技术措施,可改变风电机组功率性能,增加发电量。
【关键词】:风电场 风电机组 性能评估 功率特性 风资源适用性 可靠性
【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】:2009
【分类号】:TM315
【目录】:
  • 中文摘要3
  • 英文摘要3-4
  • 主要符号表4-9
  • 第一章 绪论9-15
  • 1.1 选题背景和意义9
  • 1.2 国内外研究现状9-13
  • 1.2.1 世界风力发电的现状9-10
  • 1.2.2 中国风力发电的现状10-12
  • 1.2.3 研究现状12-13
  • 1.3 本文主要工作13-15
  • 第二章 风力发电基础理论15-24
  • 2.1 风特性15-18
  • 2.1.1 平均风速15
  • 2.1.2 风频分布15
  • 2.1.3 风能玫瑰图15-17
  • 2.1.4 湍流强度17
  • 2.1.5 风能的计算17
  • 2.1.6 平均风能密度和有效风能密度17-18
  • 2.2 风轮空气动力学18-24
  • 2.2.1 动量理论18-20
  • 2.2.2 贝茨(Betz)理论20
  • 2.2.3 风能利用系数20-21
  • 2.2.3 尖速比21
  • 2.2.4 转矩系数C_M和推力系数C_T21-22
  • 2.2.5 升力系数C_l和阻力系数C_d22-24
  • 第三章 风力发电机工作原理及性能指标24-34
  • 3.1 风力发电机组的类型24-25
  • 3.2 风力发电机的结构25
  • 3.3 风力发电机的工作原理25-26
  • 3.4 风电机组的功率调节26-30
  • 3.4.1 定桨距失速调节26-27
  • 3.4.2 变桨距调节27-28
  • 3.4.3 失速型风力发电机组的功率特性28-29
  • 3.4.4 变速恒频型风力发电机组的功率特性29-30
  • 3.5 风力发电机组的性能指标30-34
  • 3.5.1 风力发电机主要性能指标30-33
  • 3.5.2 风力发电机综合参数33-34
  • 第四章 风电机组综合性能评估34-47
  • 4.1 风电机组性能指标评估34-39
  • 4.1.1 功率特性34-35
  • 4.1.2 风能利用特性35-36
  • 4.1.3 K_p-1/λ特性36
  • 4.1.4 评估方法36-39
  • 4.2 风资源适用性评估39-42
  • 4.2.1 风力发电机组与风电场风资源的匹配39
  • 4.2.2 评估方法39-42
  • 4.3 风电机组可靠性评估42-47
  • 4.3.1 风电机组可靠性指标的组成43
  • 4.3.2 评估方法43-45
  • 4.3.3 风电机组停机统计45-47
  • 第五章 风电机组运行特性分析47-55
  • 5.1 风电机组功率特性分析47-53
  • 5.1.1 同一风电机组不同月份功率曲线对比47
  • 5.1.2 额定风速以下功率曲线对比47-49
  • 5.1.3 额定风速以上功率曲线对比49
  • 5.1.4 额定风速功率曲线对比49-50
  • 5.1.5 风能利用曲线对比50-52
  • 5.1.6 综合数据52-53
  • 5.2 风电机组性能影响因素分析53-55
  • 5.2.1 功率特性的影响因素53-54
  • 5.2.2 气象环境条件影响因素54-55
  • 第六章 风电机组性能与运行特性分析应用实例55-68
  • 6.1 风电场风资源概况55-57
  • 6.1.1 气象特点56
  • 6.1.2 各月及年平均风速56
  • 6.1.3 风速频率分布56-57
  • 6.1.4 风速的日变化57
  • 6.1.5 风功率密度、有效风力小时数57
  • 6.2 风电机组特性系数核算57-58
  • 6.2.1 金风600风电机组特性核算57-58
  • 6.3 风电机组功率特性分析58-59
  • 6.3.1 风电机组运行数据分析58
  • 6.3.2 机组功率曲线对比58
  • 6.3.3 桨距角调整方案58
  • 6.3.4 调整分析58-59
  • 6.4 设备故障分析59-60
  • 6.5 风电场风电机组停机原因分类60-61
  • 6.5.1 外部条件因素60-61
  • 6.5.2 设备故障61
  • 6.5.3 设备检修61
  • 6.5.4 设备设计制造质量61
  • 6.6 风电机组部件失效模式及预防性检查61-68
  • 6.6.1 桨叶61-62
  • 6.6.2 空气制动系统62
  • 6.6.3 轮毂62-63
  • 6.6.4 齿轮箱63
  • 6.6.5 联轴器63-64
  • 6.6.6 制动器64
  • 6.6.7 发电机64-65
  • 6.6.8 偏航系统65-66
  • 6.6.9 塔架66
  • 6.6.10 主轴66-67
  • 6.6.11 液压系统67
  • 6.6.12 电气与控制系统67-68
  • 第七章 结论与展望68-69
  • 参考文献69-72
  • 致谢72-73
  • 附录73-80
  • 附录1 金风600kW风电机组功率曲线表73-76
  • 附录2 金风600kW风电机组发电量利用率表76-77
  • 附录3 金风600kW风电机组月平均风速表77-78
  • 附录4 金风600kW风电机组月可利用率表78-79
  • 附录5 金风600kW风电机组功率曲线对比图79-80
  • 在学期间发表的学术论文和参加科研情况80


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关键词: 风电场

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