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永磁直驱永磁直驱风力发电系统气动载荷抑制策略

发表时间：2019-08-07T11:09:24.953Z来源：《基层建设》2019年第15期作者：刘耀全

[导读]摘要：电力工业的发展为中国经济的发展和风力发电提供了巨大的动力电力工业的基础为中国电力工业的发展和运行提供了有力的

保障。

甘肃靖远航天风力发电有限公司甘肃白银730614

摘要：电力工业的发展为中国经济的发展和风力发电提供了巨大的动力电力工业的基础为中国电力工业的发展和运行提供了有力的保

障。随着风力发电越来越多地用于电力工业，永磁直驱风力发电系统的空气动力负荷抑制也变得越来越频繁。本文探讨和分析了永磁直驱

风力发电系统的气动负荷抑制问题，并深入研究了气动负荷抑制的原因。总结了气动负荷抑制诊断和处理措施，分析了对保护的影响，提

高了电力行业的生产效率。降低生产事故的发生率。

关键词：永磁直驱风力发电系统气动负荷抑制特性分析保护效果

一、永磁直驱风力发电系统

顾名思义，永磁直驱发电机不包括传动链中的增速齿轮箱。众所周知，一般发电机要并网必须满足相位、幅频、周期同步。永磁直驱

发电机增加了极对数，使电机的额定速度降低，因此不需要增速齿轮箱，因此直接驱动。

直接驱动风力涡轮机可以直接连接到风力涡轮机，这增加了系统的稳定性并且增加了电动机的尺寸，设计和制造以及控制的难度。直

驱永磁直驱风力发电系统采用风轮直接驱动多极低速永磁同步发电机发电，并通过电源转换电路将电能转换为电网。与双馈发电系统相

比，直接驱动发电机使用更多的极对，因此当速度较低时，发电机定子电压输出频率仍然较高，它可以在电机的额定电平下工作，其定子

输出电压通过转换器连接到电网。定子频率的变化不会影响电网频率。在直接驱动永磁直驱风力发电系统中，风扇直接连接到发电机，无

需传统永磁直驱风力发电系统中的变速箱。减少了发电机维护并降低了噪音。

二、永磁直驱风力发电系统空气动力负荷抑制的现状

近年来，永磁直驱风力发电系统的气动负载抑制诊断技术取得了很大的进步和发展。目前，相对较高水平的气动负荷抑制诊断技术是

在美国，它不仅可以发明不同类型的监测设备。还可以提出许多有效的监测方法，这些方法已在发达国家广泛使用。我国永磁直驱风力发

电系统的气动负荷抑制诊断起步较晚，但随着技术的不断进步，设备诊断系统已成为关键设备运行的必备软件之一。特别是目前的智能专

家气动负载抑制诊断技术已相当成熟。最成熟的永磁直驱风力发电系统具有应用于大型风力发电设备的气动负荷抑制诊断技术。在该领域

已经开发了20多个气动负载抑制诊断系统和数据监控系统。设备气动负荷抑制诊断技术是一门多学科的复合体，需要多学科共同形成一门

新学科，为中国电力工业的蓬勃发展做出了重要贡献。

三、永磁直驱风力发电系统常见的气动负荷抑制特性

通过我们通常的工作经验，我们可以知道，由于风力涡轮机一年四季都暴露在野外环境中，这种环境相对比较苛刻，而且这种环境也

是由于缺乏专业人员。对永磁直驱风力发电系统的整体运行状态的监测工作是不够的。另外，由于这种恶劣的环境因素，永磁直驱风力发

电系统中的各种部件易于受到空气动力载荷抑制和突然情况的影响。如果不能及时检测和处理气动载荷抑制的发生，则风力涡轮机叶片的

磨损将大大加速。这种情况很容易导致风力发电集团停产，甚至导致风力发电设备烧毁，从而影响风力发电集团的正常供电，造成不可挽

回的损失。

一般而言，风力发电组空气动力负荷抑制的主要原因是：在风力发电单元的叶片表面上出现裂缝，凹痕和损坏。这将导致风力涡轮机

在操作期间产生一些额外的突发信号或非静止信号。根据现有的研究和经验，如果风力发电集团的运行叶片存在裂缝，然后，由风力发电

组的叶片产生的振动信号也将产生相对高频的冲击波。它严重影响了风力发电集团的正常运行和风力发电集团的安全绩效。

四、永磁直驱风力发电系统气动负荷抑制检测方法分析

基于4.1信号处理的永磁直驱风力发电系统气动负载抑制诊断方法

顾名思义，这种气动负载抑制方法是处理和分析永磁直驱风力发电系统运行期间产生的特定信号信息。为了对其特定特性和异常信号

等作出合理判断，获得了特定类型的气动载荷抑制。例如，在风力发电中，设备的温度和速度传感器分别负责接收温度信号和速度信号。

通过实时监测和分析相应的温度和速度信号，可以及时发现设备是否存在气动负载抑制问题。目前，自适应信号处理，时间序列特征提取

和频谱分析是用于空气动力学负载抑制信号的常用诊断方法。与数学模型方法相比，这种风力气动载荷抑制诊断方法具有很强的适应性，

不依赖于建立数学模型。

基于4.