对风力发电机组设备优化选型的探讨

风电设备选型已经成为影响风电项目投资的主要因素之一。通过对风电场资源条件及各型风机技术性能的分析、计算,探讨了影响风电机组机型选择的各项因素的内在联系。案例研究表明本文所研究的方法是可行的,具有一定的理论和实践指导意义。     

朱日和风场风机利用率和输出功率与风况对应关系的分析

以连续3年的实测系统资料为依据,对朱日和各风电场100kW和250kW两种大型风电机组并网运行情况做了全面分析,包括风资源概况、运行时间利用率、风机输出功率特性及各种机型的运行性能评价等,对今后大型风电场建设的规划设计、设备选择和投资经济性分析都具有重要的参考价值。     

海上风电场的规划

随着海上风力发电技术的不断进步,大规模建设海上风电场将成为发展的必然趋势。从海上风电场选址、风机布置、经济评价、环境影响和公众对海上风电场影响等方面,分析了国内外关于海上风电场规划方面的研究情况,总结了海上风电场规划的若干问题及其相关研究方向,为我国规划建设海上风电场提供借鉴。     

风电场等值建模研究综述

随着风电场规模的不断增大,对风电场中每台风机建模将造成计算量过大,不利于大型风电场的研究,需要对风电场进行等值化简。对双馈感应风机和直驱永磁同步风机两种当前热门机型的建模进行概述,同时介绍了潮流计算中风电场的处理方法,并对风电系统的等值进行了综述,包括风速的等值、风电场的分群、同群风机的等值方法、常用的参数优化算法及其对等值的影响。最后综述了含单一主流机型风电场通常采用的等值方法,并指出随着不同机型并存的大型混合风电场的增多,混合风电场等值建模研究的必要性及研究趋势。     

风电场等值建模研究综述

随着风电场规模的不断增大,对风电场中每台风机建模将造成计算量过大,不利于大型风电场的研究,需要对风电场进行等值化简.对双馈感应风机和直驱永磁同步风机两种当前热门机型的建模进行概述,同时介绍了潮流计算中风电场的处理方法,并对风电系统的等值进行了综述,包括风速的等值、风电场的分群、同群风机的等值方法、常用的参数优化算法及其对等值的影响.最后综述了含单一主流机型风电场通常采用的等值方法,并指出随着不同机型并存的大型混合风电场的增多,混合风电场等值建模研究的必要性及研究趋势.     

风电技术的发展及风机选型

介绍了世界风机技术的现状和发展趋势，对目前的主流机型进行了简单地阐述和比较。针对风力发电机成本在整个风电场投资中占有较大的比重，提出了风机选型的基本原则，对风电场的年发电量和经济指标具有一定意义。     

定速异步机型风电场机网扭振建模及仿真

以定速异步风电机组为例,建立包括三质量块轴系数学模型在内的风机模型,在此基础上建立了定速异步机型风电场多机小扰动仿真模型,研究该机型下同型风电场扭振模态及其相关因子,并对比不同风机数量及布局的风电场扭振模态。结果显示,风电场机组间轴系扭振模态出现双谐振尖峰现象,风机数量增加将导致扭振模态特征值实部趋于正半轴并且阻尼比降低;风电场机组间存在扭振传递作用,风电场风机数量和布局将影响系统的小干扰稳定性。     

基于部件成本分析的风电场机型优化选型

本文鉴于以往风电场风电机组选型方法受制于机型资料的丰富程度和各厂商的报价策略限制，难以充分发挥风电场最大资源禀赋的问题。基于风机部件成本研究，在传统风电场经济性评估模型的基础上，将风资源、风电机组成本以及风电场附属成本及施工成本进行关联衔接，建立基于部件成本的风电场技术经济分析模型。     

风机全寿命数字化集成运维管理系统的设计

随着风电的迅猛发展,风电场投资主体的多样导致风电场运维模式的不同.在对内蒙古电网并网风电机组及风电场现有运维模式、机型特点及风电设备运维存在的问题进行分析的基础上,提出基于风机全寿命管理的集成运维模式,并设计了兼容现有运维模式的风机全寿命管理平台.该管理系统为在基础平台之上开发的面向维修的通用维修管理业务构件,主要包括维修需求管理、维修计划管理、维修监控与确认、维修执行、设备基础数据管理、物料管理,以及维修资料管理和运行管理几大模块.该平台可实现对单个或多个风电场风机设备从风机出厂到报废退出服役的全寿命周期内的远程监控、检修维护管理、设备台账管理.     

双馈感应异步风力发电机组的低电压穿越要求及技术分析

随着风电机组装机容量的持续高速增加,大规模风电场的建设,各个国家（地区）的电网对风电场的要求日趋严格。本文依据国内外的风电场接入电网规则,对风电场接入电网的低电压穿越（Low Voltage Ride Though,LVRT）要求做了详细介绍,并对目前风机主流机型双馈感应异步风力发电机组（Doubly-Fed Induction Generator,DGIG）的LVRT主要技术进行了综合分析与对比,最后对各技术进行改进并对该问题提出今后的研究方向。     

基于WindFarmer软件的风电场优化设计

本文介绍了WindFarmer软件的基本功能,提出了利用WindFarmer软件进行风电机组选型和风电场优化设计的方法,介绍某风电场的风电机组选型过程,分析了某风电场的风机布置和优化、经济性评价和比较的全过程。     

现代水平轴三叶片风力发电机转速控制的优化

提供一种选择适合项目风况下的风力机,并找到风力机运行在最佳性能的方法,通过此方法提高风能的利用效率,实现风电厂投资收益最大化。通过研究风力机发电机转速、风速、最佳叶尖速比和发电机功率之间的关系,使用实际运行数据推算在运风机最佳叶尖速比,找到使风力机运行在该最佳叶尖速比的发电机转速-功率控制曲线。使用该曲线对风力机的发电机转速控制器进行优化,从而使风力机在更宽的发电机转速范围内,运行在最佳叶尖速比下,获取最大风能。使用该方法,结合真实风力发电厂案例,通过对在运机组的运行数据的分析,优化其发电机转速控制策略,最终达到了提升风力机发电量的目的,验证了该方法的可行性。该方法也可作为对风力机选型评估的参考。     

基于层次分析法的风电场风机选型研究

针对目前工程上风机选型时对大部分定性因素考虑较少,导致所选出的风机无法保证整个风电项目经济效益达到最佳的问题,对国内外风电场在建设和运营过程中出现的风机选型问题进行归纳和总结,提出影响风电场风机选型的主要因素。在风机选型中,运用层次分析法建立层次分析结构模型和判断矩阵,计算各元素权重系数并检验判断矩阵一致性结果,从中选出综合评价最优的备选机型。通过工程实例应用表明,将层次分析法运用于风机选型具有一定的可行性,整个选型过程更为科学、合理,选型结果具说服力。     

风电场在公共连接点的闪变

依据并网风电机组电能质量的国际电工标准IEC61400-21规定,基于单台风力发电机组连续运行和切换运行的闪变计算,分析了风电场在公共连接点处的闪变值计算方法,推导出同种机型组成的风电场容量的计算方法。以1.5 MW双馈机组为示例风机组成风电场,取3台机组的实测闪变系数平均值为正常范围的计算依据,计算了不同系统短路容量下风电场允许安装的风机台数。以国家标准GB12326-2000对电压波动和闪变的规定为参考限值,对闪变超标的单台机组,以及闪变值符合电能要求的单台机组进行了对比分析,绘出系统短路容量、闪变系数及风电场容量的关系曲线。结果表明风电场内的单台机组闪变系数在正常范围内,即使公共连接点处的短路容量较小,闪变也不会成为风电场容量的限制因素。单台机组的闪变系数接近限定值,机组的闪变值及系统短路容量的大小都是限制风电场容量的主要因素。     

直驱风电场实用化等值方法

建立能够准确模拟风电场暂态响应的等值模型是进行大规模风电并网研究的基础。利用从实测数据中提取出的低电压穿越响应曲线,对直驱风电机组的故障响应特性进行详细解析。然后,对风电机组在不同风速下的有功暂态响应进行研究,依据响应的差异性,初步确定机群划分原则。随后,进行多组电压跌落实验,从实用化的角度出发,兼顾等值精度和计算效率,探讨并确定合适的分割点,提出了计及低电压穿越全过程暂态响应的直驱风电场三机等值方法。最后,通过多组实测风速数据,验证了所提等值方法对不同风速场景和不同电压跌落状况的适应性。所提方法仅需通过简单的计算即可获得分群指标,避免对聚类算法的依赖,工程实用性好。     

近海风电场技术及其发展态势

与陆上风电场相比,近海风电场建设的技术难度较大。简要回顾了国外近海风电场的研究开发与建设状况,近海风电场的关键技术主要包括基础结构、风电场选址、风资源测试与评估、基础设计及施工、风电机组安装、电气传输技术以及系统接入与稳定运行等多方面。阐述了近海风电场配置优化与评估、电气传输技术、系统的接入稳定运行、制造执行系统(MES)的研究开发、风电机组基础的采用形式等技术关键与研究进展情况,以及上海开展的近海风电场技术开发与应用示范工作基础。通过开展近海风电场关键技术的研究,建立发展近海风电资源规模化利用的有关技术基础,有助于促进我国近海风电场系统设计技术的优化。     

基于灰色－辨识模型的风电功率短期预测

为了准确预测风电机组的输出功率,针对实际风场,给出一种基于灰色GM(1,1)模型和辨识模型的风电功率预测建模方法,采用残差修正的方法对风速进行预测,得出准确的风速预测序列。同时为了提高风电功率预测的精度,引入FIR-MA迭代辨识模型,从分段函数的角度对风电场实际风速-风电功率曲线进行拟合,取得合适的FIR-MA模型。利用该模型对额定容量为850 kW的风电机组进行建模,采用平均绝对误差和均方根误差,以及单点误差作为评价指标,与风电场的实测数据进行比较分析。仿真结果表明,基于灰色-辨识模型的风电机组输出功率预测方法是有效和实用的,该模型能够很好地预测风电机组的实时输出功率,从而提高风电场输出功率预测的精确性。     

大型风力发电机组健康状态评价综述

采用合理的方法进行风电机组健康状态评价对于分配风电场功率,减少运维成本,延长风电机组使用寿命有着重要意义。随着装机容量的增长,风电机组健康状态评价引起了国内外学者的广泛关注。目前健康状态评价方法较为繁杂,且对于风电机组健康状态评价方法的总结归纳较少。因此,基于现有研究成果,对风电机组健康状态评价的现状进行梳理。首先,介绍了风电机组健康状态评价的方法,并对已有方法进行分类,分析了其优缺点。其次,介绍了风电机组健康状态评价的数据来源及描述其健康程度的指标。最后,从健康状态评价的数据分析、机组健康状态与控制的相互影响、整机的健康状态评价及预测等方面提出未来可研究的要点。     

基于蒙特卡罗方法的风电场有功出力的概率性评估

风电具有随机性和间歇性的特点,常规确定性方法已无法准确评估风电场有功出力情况。为了解决此问题,引入概率性方法对风电场出力进行评估。考虑运行、停运和降额状态,建立了风电机组的多状态故障模型。在此基础上,考虑风速的随机性、风电场尾流效应建立了风电场的可靠性模型。基于此模型,应用蒙特卡罗方法给出了风电场有功出力概率评估的方法和流程。在Matlab中编写了相关程序,并对风电场的有功出力进行了概率评估,分析了不同可靠性参数和模型参数对评估结果的影响,从中可以看出风速模型中形状参数和尺度参数对评估结果影响较大。