东南大学风力发电研究中心主任程明：高效高可靠风力发电机组关键技术-北极星风力发电网

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“提高风电机组的运行效率和减少停运时间是关键和挑战。主要围绕三大问题，1、对变流器来说，设计精度不够会影响到风电运行效率；2、风力发电机组耦合强、载荷波动大；3、运行可靠性低，相对来说自主风组可靠性不高。如果故障维修时间长，增加了停运时间，从这三个问题来看，高效与高可靠已经成为风电行业重大需求。”9月19日，东南大学风力发电研究中心主任程明在2019 第十二届中国（江苏）国际风电产业发展高峰论坛上发表了重要讲话。

专题：现场直播丨2019 第十二届中国（江苏）国际风电产业发展高峰论坛

程明.jpg

以下为发言实录：

程明：各位领导，各位专家大家下午好，非常高兴和各位同行、同仁们交流东大风力发电研究中心，最近在风电做了一些工作，主要围绕高可靠给大家做一些交流。主要从这几个方面，研究背景、技术内容和主要成果，最后简单说一下目前在有关团队方面的情况。

首先介绍一下背景，大家都知道风电发展非常快，分布非常广，国家风电装置连续多年位居世界第一，这是非常了不起的成就，除了水电、火电，风电成为第三大电能来源。但是大家知道火电、水电相比风电成本比较高，也成为大规模取代化学能源的主要瓶颈。

风电很难像火电、水电一样主要运行在高效区，它是不可控的。还有风机通常安装在荒漠、高山、海上等等，环境恶劣一旦机器故障影响发电效率，因此，提高风电机组的运行效率和减少停运时间是关键和挑战。

主要围绕三大问题，1、对变流器来说，设计精度不够会影响到风电运行效率；2、风力发电机组耦合强、载荷波动大；3、运行可靠性低，相对来说自主风组可靠性不高。如果故障维修时间长，增加了停运时间，从这三个问题来看，高效与高可靠已经成为风电行业重大需求。

围绕这样一个目标，如何提高运行效率，如何减少停运时间来开展很多工作。

下面介绍知识内容：第一个是多场耦合一体化精准设计与高校运行技术，首先、揭示了直流偏磁、涡流反作用等多要素对损耗的影响规律，建立了铁耗新模型。提出了考虑各向异性导热，发电机快速准确温升计算方法。主要是两个一个是损害和温升的精准，保证它的效率。

事情就是一个铁耗模型，我们做了一些工作，怎么样把损耗模型改进提出新模型，最后出来的结果与实验更吻合。

另外是温升，大家知道，发电设备温升制造容量的大小实际上取决于热户模（音）影响，这个大型要说它的温升，特别是要把它最高温度点说出来很难，这个温差都是比较大的，最后把握不大，只能留的余量放大一点。我们的模式不需要反复迭代，迭代最后得到结果，这样就很慢，我们有直接耦合，一次算下来不需要迭代。

还有一个创新，为了介绍工作量，我们基本上是对称的，半个点或者整个点铺的面很大，有非队形模型，只要定制最小单元取，然后什么单元什么单元取就行了，分开。

另外，我们提出多场耦合，把发电机与变流器作为一体化的建模，提升了风电机组设计精度，揭示了调制策略及控制方法对发电机损耗的影响。

介绍一下工作

通过考虑在逆变器PWM供电条件下怎么算，我们使用埋式用磁体涡流损耗计算。再一个方面，我们提出了变流器并联模块协同调控方法，降低了谐波电流，再一个提出了低风速下优化控制策略，来降低变流器低风速下的损耗。

还有协同优化，比如说低风速下的优化控制。

冗余热备份设计与载荷优化控制

这里面我们主要扑拓相组发电机拓扑优化理论，提出了控制方法，主要围绕可靠性；减少在转机的波动。这里给大家快速说一下，怎么使我们减少运行损耗，我们研究了一些仿真分析和实验的结果，这是多相组的解耦控制。通过研究，我们把转矩降低20%以上。

还有一个就是说如果你根据风能跟踪的特别快，这样载动力气w会高，我们要保证它的转波动还有叶尖速比，这样尽量延长我使用寿命，这是一个控制的问题。最后一个就是故障层，我们前面加了一个全电信号，这个只是电压电流工业型号，没有额外安装传感器，没有其他直接传感器，完成就是定型化的。

介绍一下：如何诊断发电机组的故障，通过定信号，但是这个不太实质，但是我这里提出来不仅诊断故障，还要诊断哪里的故障，就可以定位，这个采取一些手段和变法。

最后，故障运行。

最后说一下我们这方面成果，我们高校论文我们这方面很多论文，另外我已经授权了44项中国乏力和一件欧洲专利。最后简单说一下我们风电中心的团队，我们是一个全校性是跨校，我们介绍核心团队就是我自己的核心团队，我们目前一共有11位老师包括我在内，我们有一位IEEE Fellow。我们也这么多位同志，在高校团队比较大了，还有加上研究生我们团队目前研究生是121，加上博士是130人。我的汇报就这么多。谢谢大家。

（发言为北极星风力发电网根据速记整理，未经本人审核）

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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