风电机组及风电场控制系统科研和产业化汇报.ppt

兆瓦级风电机组及风电场控制系统科研和产业化汇报 国网电力科学研究院南京南瑞集团公司2009年9月 报告目录 1 南瑞风电简介2 进展情况汇报 南瑞风电简介 国网电科院 南瑞集团风电科研与产业定位 科研定位 通过开展风电机组运行控制系统 风电场综合控制系统 风功率预报系统 风电场接入电网安全稳定分析与控制系统等关键技术研究和装置开发以及相关试验验证条件的建设 掌握风力发电机接入电网运行与控制的核心技术 背景 风电机组和风电场控制系统 变流器 主控系统 变桨控制系统 风电场综合监控系统 风电场接入电网安全稳定控制系统等 依赖国外进口 制约了我国风电完备产业链的形成 产业定位 研制变流器 主控系统 变桨系统等风电机组控制系统部件以及风电场监控系统 风电场电压无功控制系统等风电场综合控制系统产品并开展产业推广 同时建设完备的产品检测 市场营销以及工程服务体系 南瑞风电简介 研发体系结构 承担的重大科研项目 南瑞风电简介 技术路线 数字和动模仿真平台建设 技术预研 全功率试验平台建设 技术研究和装置开发 工程化和产品化研究 数字和动模试验 全功率地面试验 现场试验 支撑条件建设 装置产品研发 试验验证 报告目录 1 南瑞风电简介2 进展情况汇报 双馈变流器进展情况 建立了45KW双馈异步风电机组动模试验平台 双馈风电机组动模平台 异步电动机模拟风力机 双馈式风力发电机 双馈变流器进展情况 完成了风冷2MW双馈风电机组变流器的装置制作 分别完成了2MW双馈变流器的全电压 全电流以及全功率动态试验 2MW双馈变流器前视图 2MW双馈变流器内视图 双馈变流器进展情况 完成了双馈风电机组变流器全动态试验平台建设 1 5MW双馈拖动平台 电机室 原动机控制柜 模拟塔筒的电缆沟 双馈变流器进展情况 变流器现场试验现场 试验风场 仙人岛风电场 2009年6月双馈变流器在辽宁仙人岛风电场成功并网运行 2009年8月双馈变流器在广东明阳风电设备公司和大连天元电机成功完成现场试验 直驱变流器进展情况 完成了直驱动模平台的建设 异步电动机 齿轮减速箱 永磁同步发电机 直驱动模变流器 VACON变频器 完成了机侧 网侧控制策略研究 实现了四象限运行 直驱变流器进展情况 构建了全功率试验平台 应用于全功率平台的变流器试验样机 背靠背能馈式全功率试验平台用变压器 直驱变流器进展情况 掌握了大功率变流器模块化技术和冷却技术 功率单元模块化设计 直驱变流器进展情况 完成了2MW直驱变流器地面拖动试验 2009年6月2MW直驱变流器在上海万德风力发电股份有限公司完成地面拖动试验 风电机组主控系统的进展 完成了双馈 直驱风电机组主控系统拓扑结构设计 风电机组主控系统的进展 完成了风电机组软件系统的设计 安全链路设计急停信号回路控制安全链回路闸链回路软件任务划分状态监测主要控制辅助控制主控系统核心算法捕获最大风能原则最小结构载荷原则最佳发电质量原则 风电机组主控系统的进展 建立了基于DSPACE的风机主控仿真系统 风场建模变桨距风力机建模变桨距执行机构建模发电机建模 包括双馈和直驱机组包括齿轮箱在内的传动链建模 液压闸系统建模偏航机构建模变频器建模包括增量编码器 绝对编码器 模拟量在内的传感器建模 风电机组主控系统的进展情况 完成了主控系统样机的制作 实现与变流器的联调 2009年7月南瑞主控系统在宁夏银新能源风电设备公司完成安装调试工作 将于09年9月实现现场并网运行 风电机组变浆系统的进展 开展了电机驱动型变桨控制系统的样机研制 风电机组变浆系统的进展 完成了电机驱动型变桨控制系统的样机研制 变桨系统 快速瞬变和浪涌测试 风电场监控系统进展情况 完成了风电场综合控制系统整体方案设计和开发 风电场监控系统进展情况 完成了风电场综合监控系统的示范应用 于宁夏太阳山风电场正式投运的NS2000W通讯控制柜 NS2000W软件截图 风电场电压无功综合控制系统进展 基于南瑞成熟的NS3320VQC电压无功控制系统平台全面支持包括IEC61400 25 IEC61850 IEC101 IEC102 IEC103 IEC104以及DNP3 0等各种国际规约提供RS 232 RS 422 RS 485 CanBus2 0A CanBus2 0B 双绞线和光纤以太网等多种接口主要功能风电场和风电机组的实时无功状态监视风电场无功统一规划功能和风电机组的无功实时动态分配远程控制及方案备案管理无功调控状态显示和电压异常显示事件记录和报警 完成风电场电压无功综合控制系统的整体方案设计 风电场电压无功综合控制系统进展 在风电场接入电网电压无功控制技术方面取得阶段成果 研究了风电场对接入地区电压无功支撑能力分析和评估方法研究了多风电场接入地区电网的无功协调分配技术构建了新型的风电场参与地区电压调节的无功控制方法 风电预测预报技术的进展 完成了系统的整体方案设计和样机试制 完成了区域实时风能资源分布计算方法研究 建立了计算模型完成了统计预测模型的系统开发工作 目前正在进行调试和测试验证系统的整体方案设计已经完成 安装和调试方案业已设计完成 已能满足现场的安装和调试要求 系统已具备现场安调运行能力与福建省调度中心签订了合作协议 对福建平潭长江澳 漳浦六鳌2个风电场进行实地研究和短期出力开发 计划09年9月投入试运行 知识产权情况 在风电方面申报了多项发明专利 变速恒频风电机组风电场的电压无功快速控制方法200810023250 1 用于实现风力发电机组低电压穿越的装置200710021839 3 并网型双馈式风力发电机转子位置检测方法200810023251 6 抑制双馈式风力发电机组定子电流不平衡及畸变的方法200810023252 0 具有电网接入控制功能的风电场能量管理系统200810123898 6 知识产权情况 参与起草制订风电方面的国家标准 风力发电机组全功率变流器第2部分 试验方法