[00142669]大型風力發電機組動態模擬關鍵技術及應用

隨著風電產業的快速發展,在風電機組安全運行及優化、測試與試驗、后評估等方面存在一系列亟待解決的重要科學和工程問題。研究如何更經濟、精確地設計與控制風力發電機組,延長機組運行壽命具有重要意義。本項目針對大型風力發電機組控制與模擬試驗技術,旨在從風力發電機組設計原理出發,系統全面的解決整機動態建模、減小機組運行載荷的控制技術、現場運行功率特性評估等問題,并針對整機控制的模擬試驗技術與裝制、仿真問題進行創新性研發。 項目形成的創新性成果有： 1、針對雙饋風電機組結構模態與耦合動力學分析,提出超單元法、全耦合一體化建模的風電機組正向設計及多體動力學分析方法,解決了整機被控對象的精確動態建模問題。 2、針對風電機組智能控制,建立機組強耦合、高度非線性動力學模型,以減小動態載荷為目標,完成獨立電動變槳距控制及模型預測控制,實現機組減載運行。 3、針對機組能量轉換和動態變槳距特性進行模擬試驗研究,研發動模雙回路結構的風電機組模擬試驗平臺,提出葉根載荷非線性模擬方法。 4、針對控制策略應用后的功率特性評估問題,提出基于采集數據和地理數值模擬的功率特性評估方法,提高效率的同時不失準確性。 5、完成系列模擬試驗平臺研發,實現風電機組整機性能、運行控制特性模擬試驗和仿真。 項目最終形成了大型風電機組控制及模擬試驗的系列科研成果：授權發明專利1項,申請發明專利10項,授權實用新型4項、軟件著作權3項、外觀設計3項,發表論文30余篇等。于2011年12月12日通過驗收。 項目成果分別應用于風電場優化經濟運行與分析、風電機組控制等工程集成產品設計中,提升了機組經濟運行水平,并輔助了核心部件的研發、試驗。成功推廣應用于行業各培訓基地、大專院校的科研、教學實訓基地。三年累計實現經濟收入177465.3萬元,利潤27084.01萬元,稅收4631.76萬元,增收節支9519.6萬元,培養專業技術人員2000余人,產生了顯著經濟與社會效益。 項目成果為現代大型風電機組運行模擬試驗和研發提供了有效技術支撐,開創了風電機組模擬試驗新途徑。培育了大量行業亟需的高級人才,顯著促進了行業技術進步。