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海上风力发电机组电控系统设计和可靠性研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 研究现状

1.2.1 海上风电过程中存在的问题

1.2.2 海上风电机组技术现状和发展趋势

1.3 研究目标、思路和方法

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究思路

1.3.3 研究方法

1.3.4 论文结构安排

第2章 海上风力发电机组电控设计概述

2.1 海上风力发电机组的选型

2.2 海上风力发电机组的设计原则

2.3 海上电控系统设计和陆上之间的区别

2.4 本章小结

第3章 海上风电发电机组的电气系统设计

3.1 电气系统设计概述

3.1.1 电气系统组成

3.1.2 电气系统设计拓扑

3.2 电气系统详细设计

3.2.1 安全系统设计

3.2.2 抗台风设计

3.2.3 防雷系统设计

3.2.4 轮毂电气设计

3.2.5 机舱电气设计

3.2.6 冷却系统设计

3.2.7 润滑系统设计

3.2.8 在线监测系统设计

3.2.9 冗余系统设计

3.3 海上风力发电机组电气系统总结

第4章 海上风力发电机组的控制系统设计

4.1 控制系统设计综述

4.1.1 控制系统设计原则

4.1.2 控制系统总框图

4.2 海上风力发电机组控制系统仿真研究

4.3 海上风力发电机组控制系统详细设计

4.3.1 控制器设计

4.3.2 偏航系统设计

4.3.3 主状态基设计

4.3.4 故障处理机制

4.4 控制系统设计总结

第5章 海上风力发电机组的调试和测试

5.1 机组的下线和车间调试

5.2 机组的现场调试

5.3 本章小结

第6章 运行可靠性评估

6.1 可靠性评估的必要性

6.2 智能故障预诊断方法

6.3 小结

第7章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢

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摘要

与传统的燃煤发电(火力发电)相比,风力发电是一种清洁的可再生能源利用形式,它没有二氧化碳、硫化物、PM2.5等污染物的排放,是理想的绿色能源,同时,风力发电作为最主要的可再生能源发电形式之一,在国家的能源发展战略中举足轻重。
  国家在“十一五”、“十二五”期间,大力发展可再生能源发电,风力发电行业得到了蓬勃的发展,不仅在国内,在国际上,中国的风力发电机组制造商也创造了新的中国奇迹,随着风力发电项目的不断增加,优质资源将逐渐减少,因此,中国风电向低风速地区、高原地区和海上区域的推进是未来的发展趋势,国家“十三五”规划即将出台,在新能源领域支持的力度依然很大,且很显著的增加发展海上风电的政策扶持力度,在后续的一段时间,海上风力必将迎来一个快速发展的时期。
  国外在海上风电的相关技术上研究较早,且通过大量的项目进行了验证和测试,中国的技术条件相对薄弱,如海上桩造条件、海上平台建设条件、风电机组吊装条件、风力发电机组抗台风设计等都不是很成熟,同时还需要大量的项目和实践来验证。
  本文将从海上风力发电机组的电控系统设计的角度出发,详细介绍海上风力发电早的电控设计过程,介绍关键点和核心点,并在成熟的陆上风电技术的技术上,指出海上风电在电控系统设计过程中和陆上风电之间的区别,强调海上风力发电机组设计特征性,以及需要充分重视和优化的地方,同时简单介绍海上风力发电机组的调试过程,并详细介绍了可靠性评估的方式,提出了智能故障预诊断的方法和技术,以期望能够提前发现机组的问题,尤其是大部件问题,为机组的维护维护提供参考,提高机组的可利用率。

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