《新型异步电机风力发电并网机组的关键技术研究》

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项目针对传统风电机组风速运行范围窄、风能利用效率低的难题,提出新型异步电机风力发电并网机组的关键技术研究,开发具有自主知识产权的风电新技术,并取得多项创新性成果。 新型定子双绕组异步风力发电机的优化设计:针对宽风速运行要求,设计新型定子双 绕组异步风力发电机,优化设计了电机关键结构与电磁参数,给出完善的电机设计方案; 新型定子双绕组异步风力发电系统宽风速运行拓扑结构和电压稳定控制:根据高低风速 下有功流向不同这一特点,设计高风速电压控制与低风速电压控制结合的复合控制方案及相关的平滑切换策略,实现系统在宽风速范围内均输出恒定的高压直流;设计效率优化控制方案,提高机组对低风速区的风能利用率,实现机组在宽风速范围内的稳定运行; 新型定子双绕组异步风力发电系统宽风速运行励磁优化设计:针对风电系统的负载特性和机组宽风速运行电压稳定控制策略的特殊性,优化设计发电机侧励磁电容和励磁变换器容量,降低了机组制造和发电成本; 新型定子双绕组异步风力发电系统并网运行拓扑结构和控制策略:利用宽风速下发电机侧输出稳定高压直流的特点,提出无升压装置的并网运行拓扑结构和基于功率外环的并网控制策略,实现机组的最大风能追踪、并网稳定运行和电网故障穿越运行; 新型定子双绕组异步风力发电并网机组的数字控制系统设计:提出一种新型的发电机组和并网逆变器控制系统一体化设计方案,研制并网机组的数字控制系统,简化了控制系统软硬件结构,降低软硬件成本。 项目申请国家发明专利14项(授权11项),授权实用新型专利2项;发表论文50余篇,其中SCI、EI检索26篇;完成国家级项目4项,省部级项目2项;培养博士研究生5名,硕士研究生13名,企业技术骨干10余名。经行业专家鉴定,定子双绕组异步风力发电系统整体研究成果水平达到同类研究的国际先进水平。该成果经产业化推广,在烟台健隆电力工程有限公司等多家企业得到了应用,取得了显著的经济与社会效益。

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