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大型风电机组全功率风电变流器研究与开发
研究和开发大型全功率风电变流器成为全功率机组中的关键核心问题，针对大型风电全功率并联型变流器的大功率、大电流特点，围绕保证系统可靠性、提高系统稳定性、降低系统维护成本，本项目开展了大型风电变流器拓扑结构的研究，提出了一种电抗器并联、直流母线电容直连和变流器并联的拓扑结构来设计大型全功率风电变流器的电气结构，攻克了风电变流器积木化扩容技术。 针对大型风电变流器模块化并联结构，变流器控制复杂，控制实时性强的特点，开发出基于FPGA的微秒级多模块控制平台，突破变流器模块化制造技术瓶颈。建立了DSP控制器+RTLab半实物虚拟仿真平台，采用DSP控制器与RTLab半实物虚拟仿真平台对接可以对电力电子变换器系统进行半实物虚拟仿真，是目前国内外电力电子研究的先进手段。 以上成果发表在国内外重要期刊上，如IEEE transactions on Power Electronics , IET on Power Electronics ,电机工程学报等杂志，基于以上成果本课题组申请授权了多个发明专利和软件著作权，在上述全功率风力变流器技术研究的基础上，本课题组自主开发4MVA/3MW全功率模块化风电变流器, 已完成现场全功率测试，是目前国内最大的自主研发的全功率风电变流器。
上海交通大学
2021-04-13
一种风力发电系统背靠背变流器的容错控制方法及系统
本发明公开了一种风力发电系统背靠背变流器的容错控制方法及系统，该方法在确定背靠背变流器六个桥臂中发生故障的桥臂后，将剩余的五个健康桥臂重构为五桥臂变流器，利用双向晶闸管将原故障桥臂对应相连接至健康桥臂，该健康桥臂被定义为公共桥臂；为了避免容错控制下公共桥臂过流，检测公共桥臂的电流，若公共桥臂电流大于电流预警值，调节发电机转速，从而控制公共桥臂上发电机侧与网侧对应相的相位差在120。—240。内，实现风力发电并网系统的正常运行。本发明涉及的容错控制方法能够实现系统在变流器故障下的不间断容错运行，同时可以保持公共桥臂不过流，具有良好的鲁棒性。
东南大学
2021-04-11
风电机组的虚拟惯量及一次调频控制方法
1. 痛点问题
目前，新能源场站不具备快速电网频率调节能力，随着新能源装机容量的增加，电网的频率稳定将面临严峻挑战，严重情况下会导致新能源机组限制出力，甚至大面积脱网，影响发电效率和电网安全。
新能源大规模并网时，电网运营商只对场站级特性提出明确要求。尽管新能源装备在装机前需通过严格的涉网型式实验，但该实验仅针对单机实施，多机之间缺乏协同，无法保证场站性能。新能源场站内的运行维护通常由新能源业主负责，然而受限于其技术水平，当前新能源场站的运行方式较为粗放，场站级控制仅根据调度要求完成功率指令下发等功能，多机组之间缺乏有效协同。在实际运行过程中，未有效挖掘多机协同潜力，导致效率难以进一步提升，且由于多机之间的相互干扰而时常发生非故障脱网现象。
2. 解决方案
基于新能源场站级和设备级调频模块，构建新能源多机智能化功率协同控制系统，采用集中式协同-分布式自主的控制方式实现新能源场站的快速调频控制，使新能源场站满足电网的调频要求，提高供电可靠性和发电效率。
合作需求
产品的应用领域：风电/光伏新能源场站；
产品的目标客户：快速调频模块的用户主要是电站运营企业和部分逆变器、变流器企业；加装快速调频模块逆变器的客户是电站投资企业、光伏EPC企业，和风机/光伏整机厂商。
清华大学
2022-04-13
光伏并网逆变器
Ø 光伏并网逆变系统可将光伏发电系统输出的电能转换为电网可接收的电能。本项目所开发的光伏并网逆变系统具有最大功率点跟踪功能和反孤岛能力。网侧采用VSI结构逆变器，通过网侧电抗器直接并网。这种并网结构确保了并网的灵活性和可靠性。利用升压变换器对光伏电池进行控制，实现最大功率点追踪。系统的效率在满功率20kW时达到了96.5%。
北京理工大学
2021-04-14
风力机及海上风力机设计
已形成具有自主知识产权的现代大型风力机及海上风力机气动、结构设计与 仿真平台，具有大型风洞和噪声实验室，可开展各类翼型及缩比风力机整机气动 和结构试验。在该领域已团队已处于全国领先水平，一些成果处于世界领先水平。如地震、 台风对风力机气动、结构影响;风电场优化;风/浪模型研究以及数学分形学在 风力机(包括海上风力机及其各类平台)结构、流动控制以及动态仿真分析等。主要成果有:(1)风力机高效获能及流动控制理论研究 (2)极端环境下风力机结构动态影响研究 (3)
上海理工大学
2021-01-12
火电机组深度调峰多模型智能预测控制系统
成果介绍火电机组深度调峰改造是消纳可再生能源的有效途径，深度调峰就是在自动控制的情况下将机组的负荷调节下限从原来的50[[[[%]]]]Pe下调至30[[[[%]]]]Pe，甚至更低。控制难点在于：当机组处在低负荷工况时，机组被控过程的动态特性具有快速变化的特征，常规控制策略难于有效控制。本项成果采用多模型智能预测控制技术，分别提出了适合于亚临界和超（超）临界机组深度调峰的多模型智能预测控制系统，实现了在低负荷或超低负荷工况下的平稳控制。市场前景本项成果已成功应用于华能丹东、华能大连、华能营口、华能井冈山、华能大坝、国投钦州、大唐当途、中铝银星、国信射阳港、国华筹光等电厂近30台300MW亚临界、600MW和1000MW超（超）临界机组的深度调峰中。特别是，已成功将华能营口电厂#4 600MW超超临界机组的负荷深调到15[[[[%]]]]Pe，并实现了机组”干态/湿态”的一键转换控制，达到了国内外最先进的深调水平。目前，在国内已完成的机组深度调峰改造中，大部分均采用了本深调优化控制技术，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-11
火电机组深度调峰多模型智能预测控制系统
火电机组深度调峰改造是消纳可再生能源的有效途径，深度调峰就是在自动控制的情况下将机组的负荷调节下限从原来的50%Pe下调至30%Pe，甚至更低。控制难点在于：当机组处在低负荷工况时，机组被控过程的动态特性具有快速变化的特征，常规控制策略难于有效控制。 本项成果采用多模型智能预测控制技术，分别提出了适合于亚临界和超（超）临界机组深度调峰的多模型智能预测控制系统，实现了在低负荷或超低负荷工况下的平稳控制。 本项成果已成功应用于华能丹东、华能大连、华能营口、华能井冈山、华能大坝、国投钦州、大唐当途、中铝银星、国信射阳港、国华筹光等电厂近30台300MW亚临界、600MW和1000MW超（超）临界机组的深度调峰中。特别是，已成功将华能营口电厂#4 600MW超超临界机组的负荷深调到15%Pe，并实现了机组”干态/湿态”的一键转换控制，达到了国内外最先进的深调水平。目前，在国内已完成的机组深度调峰改造中，大部分均采用了本深调优化控制技术，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-13
火电机组深度调峰多模型智能预测控制系统
火电机组深度调峰改造是消纳可再生能源的有效途径，深度调峰就是在自动控制的情况下将机组的负荷调节下限从原来的50%Pe下调至30%Pe，甚至更低。控制难点在于：当机组处在低负荷工况时，机组被控过程的动态特性具有快速变化的特征，常规控制策略难于有效控制。 本项成果采用多模型智能预测控制技术，分别提出了适合于亚临界和超（超）临界机组深度调峰的多模型智能预测控制系统，实现了在低负荷或超低负荷工况下的平稳控制。 本项成果已成功应用于华能丹东、华能大连、华能营口、华能井冈山、华能大坝、国投钦州、大唐当途、中铝银星、国信射阳港、国华筹光等电厂近30台300MW亚临界、600MW和1000MW超（超）临界机组的深度调峰中。特别是，已成功将华能营口电厂#4 600MW超超临界机组的负荷深调到15%Pe，并实现了机组”干态/湿态”的一键转换控制，达到了国内外最先进的深调水平。目前，在国内已完成的机组深度调峰改造中，大部分均采用了本深调优化控制技术，得到了广大用户的一致好评。
东南大学
2021-04-13
大型风电机组异步变桨控制系统研究与开发
变桨距、大容量是风力机组的发展趋势，国外风机的主力机型向2MW以上发展，机组大多采用三个独立的电控调桨机构，通过三组变速电机和减速箱对桨叶分别进行控制，为了捕获最大风能、平缓风轮力矩波动和消除风力机的不平衡载荷，本项目研究了大型风电机组异步变桨控制系统，异步变桨可以消弱气动不平衡，减小机组振动，提高风能利用率，提高风电电能质量和延长机组寿命。 本项目提出了基于前馈模糊与Fuzzy-PID相结合的统一桨距角给定技术，提出了基于电功率观测叶片应力的独立变桨技术，通过独立变桨直接控制叶片上气动力产生的摆振力矩，不仅直接平缓了风轮力矩的波动，还间接减少了叶片上载荷的波动、轮毂的偏航力矩波动和俯仰力矩波动，大大改善了风力机的功率输出、疲劳、振动、动力稳定性等性能。 以上成果发表在国内外重要期刊上，如Lecture Notes in Electrical Engineering，电机工程学报等，申请授权了多个发明专利和软件著作权。在上述大型风电机组异步变桨控制技术研究的基础上，基于永磁同步电机、全数字驱动器及超级电容架构，本课题组自主开发了风机三个桨叶可以独立高可靠控制的2MW风机机组异步电动变桨系统，已完成实验室测试
上海交通大学
2021-04-13
一种基于矢量电力系统稳定器的双馈风力发电系统
本发明公开了一种基于矢量电力系统稳定器的双馈风力发电系 统，包括风力机、齿轮箱、发电机、转子侧变换器、网侧变换器、直 流电容、滤波器、转子侧控制器、矢量信号采集器和矢量电力系统稳 定器；矢量信号采集器的输入端连接电网；矢量电力系统稳定器的输 入端连接至矢量信号采集器的输出端；转子侧控制器的第一输入端连 接至发电机的输入端，第二输入端连接至电网，第三输入端连接至矢 量电力系统稳定器的输出端，输出端连接至转子侧变换器的控制端。 本发明引入了风机端电压矢量信号作为输入信号来获得电磁转矩控制 补偿信号和端电
华中科技大学
2021-04-14