[00142669]大型风力发电机组动态模拟关键技术及应用

随着风电产业的快速发展,在风电机组安全运行及优化、测试与试验、后评估等方面存在一系列亟待解决的重要科学和工程问题。研究如何更经济、精确地设计与控制风力发电机组,延长机组运行寿命具有重要意义。本项目针对大型风力发电机组控制与模拟试验技术,旨在从风力发电机组设计原理出发,系统全面的解决整机动态建模、减小机组运行载荷的控制技术、现场运行功率特性评估等问题,并针对整机控制的模拟试验技术与装制、仿真问题进行创新性研发。 项目形成的创新性成果有： 1、针对双馈风电机组结构模态与耦合动力学分析,提出超单元法、全耦合一体化建模的风电机组正向设计及多体动力学分析方法,解决了整机被控对象的精确动态建模问题。 2、针对风电机组智能控制,建立机组强耦合、高度非线性动力学模型,以减小动态载荷为目标,完成独立电动变桨距控制及模型预测控制,实现机组减载运行。 3、针对机组能量转换和动态变桨距特性进行模拟试验研究,研发动模双回路结构的风电机组模拟试验平台,提出叶根载荷非线性模拟方法。 4、针对控制策略应用后的功率特性评估问题,提出基于采集数据和地理数值模拟的功率特性评估方法,提高效率的同时不失准确性。 5、完成系列模拟试验平台研发,实现风电机组整机性能、运行控制特性模拟试验和仿真。 项目最终形成了大型风电机组控制及模拟试验的系列科研成果：授权发明专利1项,申请发明专利10项,授权实用新型4项、软件著作权3项、外观设计3项,发表论文30余篇等。于2011年12月12日通过验收。 项目成果分别应用于风电场优化经济运行与分析、风电机组控制等工程集成产品设计中,提升了机组经济运行水平,并辅助了核心部件的研发、试验。成功推广应用于行业各培训基地、大专院校的科研、教学实训基地。三年累计实现经济收入177465.3万元,利润27084.01万元,税收4631.76万元,增收节支9519.6万元,培养专业技术人员2000余人,产生了显著经济与社会效益。 项目成果为现代大型风电机组运行模拟试验和研发提供了有效技术支撑,开创了风电机组模拟试验新途径。培育了大量行业亟需的高级人才,显著促进了行业技术进步。