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4
项目立项依据
需求分析（产业）
我国能源环境面临的挑战 能源消耗规模大 环境污染严重
浙江省经济发展需要及省内能源结构现状 常规能源不足，新能源丰富
国内外风电机组控制策略优化研究的要求
5
项目立项依据
需求分析（市场）
提高风电企业的经济效益 本增容技术不会增加企业的额外投入，不会带 来运行维护的额外支出。 提高风场的发电量，同时又提高了风电机组的 可利用率。
增容技术有较好的可移植性，可以应用于同类机 组中
6
项目立项依据
技术选择可行性分析
提高风电机组的发电功率总体上有三种方案： 加长桨叶：
增加风电机组载荷、需要购买更换桨叶、需要 施工资金
升高塔筒： 增加风电机组载荷、施工难度大
优化控制策略和调整控制算法，升级主控程序： 不用更换硬件设备，不用额外资金投入；以通 过权衡发电量和机组载荷的平衡，使机组的疲 劳载荷和极限载荷维持在安全范围之内
1.5MW风力发电机组增容 技术应用研发项目汇报
国电宁海风力发电有限公司 浙江运达风电股份有限公司
目录
1.项目背景 2.项目立项依据 3.项目进度及总体安排 4.项目经费预算 5.研究内容及潜在风险 6.成果及主要用途
2
项目概要
概要
各国风力发电工业正以其不同的方式在提高风力 发电的经济性，都在想方设法提高现有的技术水平， 选择最优秀的设计方案。
项目进度及总体安排
阶段时间
项目的阶段计划及阶段目标。
2012年2月-3月
调研国内外主流风电场增容技术的研发应用情况， 出具调研报告。
2012年4月-5月
提出运达风电场增容技术的要求指标，确定增容方 案、技术路线。出具确定技术方案的会议纪要。
2012年6月-8月
2012年8月-10月
2012年11月-2013年 4月 2013年5月-2013年9 月
具备各类型控制器、风机主机可作为研究对象。
11
研究内容及潜在风险
主要研究内容
在不更换风电机组当前 硬件配置的前提下，通 过控制策略的优化、算 法的调整。使1.5MW机 组在不增加机组的疲劳 载荷和极限载荷的条件 下增容到1.56MW。
12
研究内容及潜在风险
关键技术
增容情况下的控制策略研究
9
研究内容及潜在风险
1、具备的可研条件 2、主要研究内容 3、关键技术 4、创新点 5、潜在风险
10
研究内容及潜在风险
可研条件
运达公司对风力发电技术的研究已经超过20年， 对风电机组控制理论的深入研究也已很多年，拥 有自己完整、有效且可行的控制方案。
对风电机组在运行中存在的各种问题、待解决的 方案积累了大量的经验。
1560KW
表1 实际工况下机组增容前后数据满发工况数据
16
研究内容及潜在风险
关键技术
风场实际工况下增容机组发电功率试验
图 1 实际工况下机组增容后机组现场实测 5 分钟发电机功率、转速，风速数据 17
研究内容及潜在风险
创新点
对风电机组的整体以及各部件的仿真验证 对整机、主轴、主轴承、塔架、桨叶等机械部件
定转子绕组热态绝缘电阻试验满足相应国标要求。 变流器温升情况满足国标要求。
14
研究内容及潜在风险
关键技术
风场实际工况下增容机组发电功率试验 下面两张图表，充分验证了该机组在运用了增容控 制技术后，发电功率达到了预期效果，发电机额定 转速维持在1800rpm，通过其他数据的记录表明机 组其余各项指标都处于安全的范围之内。
本文将提高风电机组额定容量作为研究内容，在 不更换风电机组当前硬件配置的前提下，不增加机 组的疲劳载荷和极限载荷条件下，权衡机组发电量 和载荷的平衡，创新优化风力发电系统的智能控制 方案。以提高机组经济运行水平，提高风电场出力 为目标，更好地体现社会效益和企业效益。
3
项目概要
经济效益分析
一台1.5MW的风电机组在应用增容技术后，可以 增加60kw的发电量。每年按2800可利用小时计算， 可 达 额 定 风 速 百 分 比 为 12% ， 每 年 增 加 的 发 电 量 是 0.2016万kwh。按电费的市价0.61元/度计算，在乘以 0.8的折算率，每台增容的风电机组较增容前可以为 企业增加将近1万元的产值。在没有额外资金投入的 条件下，可以取得这样经济回报，拥有非常高的投 资回报率。
15
研究内容及潜在风险
关键技术
风场实际工况下增容机组发电功率试验
测试工况
机组
。
增容前 1.5MW
现场实际 工况
切入风速 3m/s
额定风速 12m/s
切出风速 25m/s
控制策略 常规控制
满发功率 1500KW
增容后 1.56MW
现场实际 工况
3m/s
12m/s
25m/s
WindeyEnergyIncrease
研究成果在风场实际投入运行，并进行相关数据分析，完
善控制策略，发布最终版本。
8
项目经费预算
申请经费总金额 20万
申请资助 自筹金额
预算支出科目 设备调整费 检测费 试验费 研究费 差旅费 总计
其中 0 20 万
金额（万元） 0 5 5 7 3 20
Biblioteka Baidu
备注
计算根据及理由
1. 仿真，图纸等 2. 内部会议费
增容后风电机组的输出功率、发电机的专速和转 矩电流都回产生变化，就需要对各自的模糊控制 策略进行优化研究。
从属函数、规则矩阵等控制规则的优化完善 不同模糊控制之间的协调研究
13
研究内容及潜在风险
关键技术
电气系统校验、试验
通过拖动试验，检测主要电气部件即发电机和变 流器系统，工作在增容状态下，过载、温升等电 气性能。
利用风场运行数据，开展控制策略研究，进行模糊 规则库建立和完善，初步优化控制算法。
优化控制算法后，进行整机载荷的仿真验证，进一 步优化控制策略。直到理论上达到要求。
现场调试试运行，进行电气系统校验、试验，风场 实际工况下增容机组发电功率试验等各项实际工况下 的验证试验。并完善控制策略，发布最终版本。
关键部位对增加了新型控制策略进行动态仿真。 校验风电机组工作在增容状态下，整机、基础及 关键部位的疲劳载荷和极限载荷工作在安全范围 内。
18
研究内容及潜在风险
创新点
对风电机组的整体以及各部件的仿真验证
关键部件 B-Root R-Hub S-Hub Tbase
项目立项依据
需求分析（产业）
我国能源环境面临的挑战 能源消耗规模大 环境污染严重
浙江省经济发展需要及省内能源结构现状 常规能源不足，新能源丰富
国内外风电机组控制策略优化研究的要求
5
项目立项依据
需求分析（市场）
提高风电企业的经济效益 本增容技术不会增加企业的额外投入，不会带 来运行维护的额外支出。 提高风场的发电量，同时又提高了风电机组的 可利用率。
增容技术有较好的可移植性，可以应用于同类机 组中
6
项目立项依据
技术选择可行性分析
提高风电机组的发电功率总体上有三种方案： 加长桨叶：
增加风电机组载荷、需要购买更换桨叶、需要 施工资金
升高塔筒： 增加风电机组载荷、施工难度大
优化控制策略和调整控制算法，升级主控程序： 不用更换硬件设备，不用额外资金投入；以通 过权衡发电量和机组载荷的平衡，使机组的疲 劳载荷和极限载荷维持在安全范围之内
1.5MW风力发电机组增容 技术应用研发项目汇报
国电宁海风力发电有限公司 浙江运达风电股份有限公司
目录
1.项目背景 2.项目立项依据 3.项目进度及总体安排 4.项目经费预算 5.研究内容及潜在风险 6.成果及主要用途
2
项目概要
概要
各国风力发电工业正以其不同的方式在提高风力 发电的经济性，都在想方设法提高现有的技术水平， 选择最优秀的设计方案。
项目进度及总体安排
阶段时间
项目的阶段计划及阶段目标。
2012年2月-3月
调研国内外主流风电场增容技术的研发应用情况， 出具调研报告。
2012年4月-5月
提出运达风电场增容技术的要求指标，确定增容方 案、技术路线。出具确定技术方案的会议纪要。
2012年6月-8月
2012年8月-10月
2012年11月-2013年 4月 2013年5月-2013年9 月
具备各类型控制器、风机主机可作为研究对象。
11
研究内容及潜在风险
主要研究内容
在不更换风电机组当前 硬件配置的前提下，通 过控制策略的优化、算 法的调整。使1.5MW机 组在不增加机组的疲劳 载荷和极限载荷的条件 下增容到1.56MW。
12
研究内容及潜在风险
关键技术
增容情况下的控制策略研究
9
研究内容及潜在风险
1、具备的可研条件 2、主要研究内容 3、关键技术 4、创新点 5、潜在风险
10
研究内容及潜在风险
可研条件
运达公司对风力发电技术的研究已经超过20年， 对风电机组控制理论的深入研究也已很多年，拥 有自己完整、有效且可行的控制方案。
对风电机组在运行中存在的各种问题、待解决的 方案积累了大量的经验。
1560KW
表1 实际工况下机组增容前后数据满发工况数据
16
研究内容及潜在风险
关键技术
风场实际工况下增容机组发电功率试验
图 1 实际工况下机组增容后机组现场实测 5 分钟发电机功率、转速，风速数据 17
研究内容及潜在风险
创新点
对风电机组的整体以及各部件的仿真验证 对整机、主轴、主轴承、塔架、桨叶等机械部件
定转子绕组热态绝缘电阻试验满足相应国标要求。 变流器温升情况满足国标要求。
14
研究内容及潜在风险
关键技术
风场实际工况下增容机组发电功率试验 下面两张图表，充分验证了该机组在运用了增容控 制技术后，发电功率达到了预期效果，发电机额定 转速维持在1800rpm，通过其他数据的记录表明机 组其余各项指标都处于安全的范围之内。
本文将提高风电机组额定容量作为研究内容，在 不更换风电机组当前硬件配置的前提下，不增加机 组的疲劳载荷和极限载荷条件下，权衡机组发电量 和载荷的平衡，创新优化风力发电系统的智能控制 方案。以提高机组经济运行水平，提高风电场出力 为目标，更好地体现社会效益和企业效益。
3
项目概要
经济效益分析
一台1.5MW的风电机组在应用增容技术后，可以 增加60kw的发电量。每年按2800可利用小时计算， 可 达 额 定 风 速 百 分 比 为 12% ， 每 年 增 加 的 发 电 量 是 0.2016万kwh。按电费的市价0.61元/度计算，在乘以 0.8的折算率，每台增容的风电机组较增容前可以为 企业增加将近1万元的产值。在没有额外资金投入的 条件下，可以取得这样经济回报，拥有非常高的投 资回报率。
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研究内容及潜在风险
关键技术
风场实际工况下增容机组发电功率试验
测试工况
机组
。
增容前 1.5MW
现场实际 工况
切入风速 3m/s
额定风速 12m/s
切出风速 25m/s
控制策略 常规控制
满发功率 1500KW
增容后 1.56MW
现场实际 工况
3m/s
12m/s
25m/s
WindeyEnergyIncrease
研究成果在风场实际投入运行，并进行相关数据分析，完
善控制策略，发布最终版本。
8
项目经费预算
申请经费总金额 20万
申请资助 自筹金额
预算支出科目 设备调整费 检测费 试验费 研究费 差旅费 总计
其中 0 20 万
金额（万元） 0 5 5 7 3 20
Biblioteka Baidu
备注
计算根据及理由
1. 仿真，图纸等 2. 内部会议费
增容后风电机组的输出功率、发电机的专速和转 矩电流都回产生变化，就需要对各自的模糊控制 策略进行优化研究。
从属函数、规则矩阵等控制规则的优化完善 不同模糊控制之间的协调研究
13
研究内容及潜在风险
关键技术
电气系统校验、试验
通过拖动试验，检测主要电气部件即发电机和变 流器系统，工作在增容状态下，过载、温升等电 气性能。
利用风场运行数据，开展控制策略研究，进行模糊 规则库建立和完善，初步优化控制算法。
优化控制算法后，进行整机载荷的仿真验证，进一 步优化控制策略。直到理论上达到要求。
现场调试试运行，进行电气系统校验、试验，风场 实际工况下增容机组发电功率试验等各项实际工况下 的验证试验。并完善控制策略，发布最终版本。
关键部位对增加了新型控制策略进行动态仿真。 校验风电机组工作在增容状态下，整机、基础及 关键部位的疲劳载荷和极限载荷工作在安全范围 内。
18
研究内容及潜在风险
创新点
对风电机组的整体以及各部件的仿真验证
关键部件 B-Root R-Hub S-Hub Tbase