摘要：以大型风电机组塔架为对象,开展了极端服役环境下的塔架结构参数优化设计研究。采用壁厚分段式线性变化结构对塔架进行描述,介绍了基于BEM理论的风电机组气动载荷分析方法,运用有限元仿真分析塔架结构参数与极限载荷作用下的应力以及结构参数与固有频率的关联特性,采用支持向量机(SVM)方法分别构建了结构参数与应力、固有频率的快速计算模型。以质量最小为目标,强度、固有频率和边界条件为约束对塔架结构参数进行了设计优化,引入遗传算法(GA)进行优化求解。对某2MW风电机组塔架进行实例设计研究,结果表明优化后的塔架质量减小3.5%。

摘要：设计了一种支持远程监测的风电场网络体系架构,该体系架构以风电场SCADA系统为基础,利用虚拟局域网(VLAN)技术成功实现了对风电场不同设备的统一监测。采用了2种实现远程监测的方案:一种方案利用NAT(网络地址转换)技术将风电场内网服务器提供的服务映射到公网特定端口;另一种方案利用VPN技术建立一条外网通往内网的SSL VPN隧道。针对风电场网络架构进行了冗余设计。实验验证了方案的可行性。

摘要：鉴于钢筋混凝土结构具有成本低、耐腐蚀和施工简便等优点,根据假设的海况条件和5 MW风机的属性,提出了钢筋混凝土半潜型浮式风机平台的概念设计方案.采用SESAM软件建立水动力模型进行数值模拟,研究了浮式平台的整体性能,包括稳定性、水动力性能和整体强度.结果表明:半潜型浮式平台的稳定性、水动力特性和整体强度良好,能够满足风机正常作业的相关规范要求,验证了钢筋混凝土浮式风机平台的可行性.

摘要：针对基于旁路电阻Crowbar装置的双馈风电系统故障穿越技术的一系列问题:Crowbar装置短接转子,无功功率消耗过多;Crowbar电阻产生高压威胁直流母线电容的安全;母线电容的过储能难以释放并威胁变频器的安全运行,而采用一种新型故障穿越技术。该技术采用双PWM变频器线路暂态优化控制,实现逆变器并联无环流运行。暂态优化控制包含双PWM变频器线路重构、Crowbar装置、无功电流给定和无功电流优先原则4个部分。通过与基于Crowbar装置的故障穿越技术对比仿真,验证新型故障穿越技术能够提高系统无功补偿能力、支持公共连接点电压、及时释放母线电容过储能以及保护变频器安全运行。新型故障穿越技术的设计参考德国***公司电网标准,对我国今后制定并完善风力发电并网标准有着现实意义。

摘要：为了从SCADA数据中获得更明确的物理信息,更好地判断风电机组运行状态,分别将常规平均数法、最小二乘法和该文提出的非参数法(核密度-均值法)用于风电场SCADA数据预处理。建立风电场SCADA数据预处理算法的3个评价指标,包括物理特性一致性、采样时间变化稳健性及采样频率变化稳健性。设计评价指标定量计算公式,用以评价各种预处理算法效果,计算结果表明非参数法(核密度-均值法)能够获得更好的预处理效果。最后,基于核密度-均值法对全工况风电机组SCADA数据进行预处理,分析风电机组运行特性,包括风速与输出功率、轮毂转速的关系以及风能利用系数。

摘要：为研究半潜型浮式风力机平台的初稳性高度限值和完整稳定性的影响因素等问题,对半潜型浮式风力机平台的完整稳定性进行了理论分析和数值计算。基于重心移动原理,结合风力机平台的静平衡角和摇摆周期等因素,提出了适用于半潜型浮式风力机平台的初稳性高度限值计算公式。从进水角的角度分析了浮式风力机平台大倾角稳定性中的最不利倾斜轴问题。利用Sesam软件对某半潜型浮式风力机平台进行数值模拟,研究了浮筒间距、浮筒直径和干舷高度三个因素对风力机平台稳定性的影响规律。结果表明:三个因素以不同的方式改变稳定性,同时会对初稳性高度、重心高度和排水体积等产生不同程度的影响。这些结论可为半潜型浮式风力机平台设计提供参考。

摘要：鉴于目前国内出现了多台问题风机基础中穿孔钢筋疲劳脆断的工程事故,该文基于风机基础常采用的开孔板连接件构造,考虑多孔受力影响,共进行了4组12个开孔板连接件的推出试验以确定其抗剪承载力,并为其极端和运行工况设计提供依据。试验结果表明,穿筋试件的破坏过程大致分为3个阶段:(1)钢板与混凝土界面间摩擦受力阶段;(2)混凝土榫孔剪切受力阶段;(3)穿孔钢筋塑性剪断及其变形上方混凝土压溃。应变测试结果表明,由于穿孔钢筋的加入,上排孔的剪切受力使得下排穿孔钢筋弯曲受力明显,试件抗剪承载力较未穿筋试件得到显著提高;破坏阶段中,钢筋弯曲受力状态转变为孔内受剪,随着其上方混凝土的压溃,钢筋因受剪屈服退出工作;随着竖向裂缝的开展,全穿筋试件中3根钢筋均屈服,强度和塑性均得到有效的发挥,建议工程对中排、下排设置穿孔钢筋或三孔全设置。基于试验结果,针对不同构造的多孔推出试件破坏形态建立了多孔穿筋推出试件的抗剪承载力统一计算公式,计算结果表明计算值与试验值吻合较好,且偏于保守,可应用于实际工程。

摘要：分析了电网扰动时的风电有功控制实现机理;以最大限度沿用已有变桨距系统软硬件为原则,设计了支持系统保护、频率控制调节的变桨距控制策略及其与已有变桨距系统的集成。重点基于层次化状态机技术,对电网正常和电网扰动时的变桨距控制逻辑进行分治与协调,改进了变桨距控制状态机;立足于现行主流变桨距系统,提出了一种紧急桨距角计算方法,动态确定机组参考桨距角。仿真结果表明:给出的状态机具有较高的可靠性;给出的变桨距控制策略能按系统保护、频率控制调节的要求长时间、大幅度地调节输出功率。

摘要：风电机组与数据采集与监控(SCADA)系统之间数据不兼容将影响风电场的扩容和技术升级,需构建统一的数据模型。以一种基于IEC 61400-25协议和制造报文规范(MMS)通信协议的风电场通信软件开发为背景,介绍了风电场SCADA系统中对风电设备信息模型的获取方法。设计了风电场通信软件的体系结构和交互流程,构建了IEC 61400-25协议的风电机组信息模型,从业务逻辑控制模式、抽象通信服务接口(ACSI)服务到MMS服务的映射以及MMS报文生成等3个方面,阐述了风电设备信息模型在SCADA系统中重构的实现方法。

摘要：大型风电场的风电设备与监控系统将由多个厂商提供,相互兼容困难,难以对风电场进行统一的维护和管理。国际电工委员会(IEC)针对上述即将出现的问题起草制定了面向风电场监控系统通信的IEC61400-25标准。在市场竞争和风电场扩容要求下,IEC61400-25标准势必成为风电监控系统通信的一个趋势。针对目前普遍采用的基于过程控制对象链接与嵌入技术(OPC)的风电监控系统现状,文中对IEC61400-25到OPC可扩展置标语言—数据访问(OPCXML-DA)的映射进行了深入分析,提出了具体的实现方案,构建了基于OPCXML-DA的风电场监控系统体系结构,设计了OPCXML-DA服务端软件模块架构,解决了目前常见的基于OPC的风电场监控系统与IEC61400-25标准的相容问题。