基于风力机参数辨识的最大风能捕获

为了解决当风力机参数辨识错误或有扰动误差时,最大风能捕获策略出现的风能利用率下降问题,提出基于最小二乘法中的遗忘因子法辨识风力机参数,进而利用所得参数计算风力机工作于最大功率点时的最佳转速,结合定子磁链定向矢量控制技术实现最大风能捕获。以随机风为例,对1.5MW双馈变速恒频风力发电系统在风力机参数有误及辨识正确后的运行特性进行了仿真比较,结果表明,参数辨识正确后的系统在稳态和动态情况下都能很好地捕获最大风能,且风速响应速度快,鲁棒性良好。验证了所提出控制策略的有效性和正确性。     

双馈风电机组参数及运行状态的小干扰稳定性分析

为了提高大规模风电并网的稳定性以及风电机组对电网的适应能力,有必要研究风电机组参数及运行状态对其自身小干扰稳定性的影响。考虑风电机组运行特点,建立含风力机传动链、变桨系统和发电机的双馈风电机组小信号分析模型。基于模态分析方法,通过计算特征值和参与因子获得相应的模态;分析风力机传动链机械参数、发电机电气参数和机组运行状态对特征值的影响程度。引入参数灵敏度的概念,研究不同运行状态下特征值对不同参数的灵敏度。结果表明,机械参数对轴系模态的振荡频率影响较大,电气参数对系统模态的阻尼影响较大;系统的主导模态会随机组运行状态的改变而变化,且相同特征值对同一参数的灵敏度存在较大不同。     

直驱永磁同步风力发电机的电气参数辨识

文中首先运用机组空载和多组稳态运行点数据,研究直驱永磁同步风力发电机电气模型参数的可辨识性问题,证明机组的电气参数可唯一辨识;然后,计及测量数据的误差效应,给出优选初值—微变搜索辨识算法的具体化实用步骤表达式;最后,运用实测数据,辨识了直驱永磁同步风力发电机的特性参数,证明了理论分析的正确性和辨识算法的有效性。     

基于IDE-BAS算法分步辨识策略的风电场动态等值研究

为了在电力系统仿真中准确分析风电并网带来的影响,从保持原始系统特性的角度出发,采用参数分步辨识的动态等值策略对风电机组等值模型进行参数辨识.本文基于IDE-BAS算法辨识风电等值机组参数,分别在电网故障及阵风扰动情况下,重点辨识电气参数和机械参数.根据风电场的实际运行数据算例分析,对比等值模型与原始系统的输出特性,验证了本文提出的对风电机组等值模型参数分步辨识策略是有效可行的.     

直驱式风电机组风电场动态等值

以并网点运行特性一致性为目标,提出了一种直驱式风电机组风电场的等值算法。该等值算法定义了能够反映全部直驱式风电机组运行特性的分群指标,利用聚类算法对直驱式风电机组进行分群;以等值机的风力机与单台风电机组风力机的功率转换特性不变为原则,对同群风电机组的风力机参数进行等值;以被等值的风电机组输出功率之和与等值机输出功率相等为原则对风电场集电线路进行了静态等值。仿真研究表明,等值前后风电场并网点的运行特性一致,等值算法能够更加准确地反映直驱式风电场的并网特性,具有重要的工程应用价值。     

风电机组驱动系统参数辨识

提出了风速激励下的定速风电机组驱动系统参数辨识方法。首先以含定速风电机组的单机无穷大系统为例,仿真了风速激励风电机组的受扰轨线,表明由于感应发电机电气部分动态较快,因此在辨识驱动系统模型参数时,可将电气部分用准稳态模型近似,以降低模型的阶数以及参数辨识的个数。进一步采用轨迹灵敏度方法,分析了驱动系统模型参数的可辨识性。基于粒子群优化算法进行了参数辨识,结果验证了该定速风电机组驱动系统参数辨识方法的可行性。     

一种面向深度调峰运行火电机组的一次调频能力建模新方法

随着我国“碳达峰、碳中和”战略推进,火电机组更多地参与深度调峰运行。深度调峰工况下,以传统试验测试方式获得的机组一次调频模型不能反映真实的一次调频动态,存在较大偏差。针对此问题,提出了一种面向深度调峰运行火电机组的一次调频建模与参数辨识方法。首先,根据机组一次调频机理,推导了一次调频模型参数随机组主蒸汽压力变化的非线性关系,进而设计了适用于深度调峰工况的新型变参数一次调频模型。进一步论证了新模型中可变参数具有耦合特性,在数学上存在不可完全辨识性。为解决此问题,对模型进行了等价变换,实现了待辨识参数的降阶,最终获得可表征深度调峰工况下一次调频能力的新型建模方法。以河南鲁阳电厂2#机组运行数据检验该文方法,以该文方法获得的机组一次调频模型能以较高精度表征机组在深度调峰工况下的一次调频动态,并且,模型精度不随机组运行负荷变化而变化,具有很好的一致性。     

一种面向深度调峰运行火电机组的一次调频能力建模新方法EI北大核心CSCD

随着我国“碳达峰、碳中和”战略推进,火电机组更多地参与深度调峰运行。深度调峰工况下,以传统试验测试方式获得的机组一次调频模型不能反映真实的一次调频动态,存在较大偏差。针对此问题,提出了一种面向深度调峰运行火电机组的一次调频建模与参数辨识方法。首先,根据机组一次调频机理,推导了一次调频模型参数随机组主蒸汽压力变化的非线性关系,进而设计了适用于深度调峰工况的新型变参数一次调频模型。进一步论证了新模型中可变参数具有耦合特性,在数学上存在不可完全辨识性。为解决此问题,对模型进行了等价变换,实现了待辨识参数的降阶,最终获得可表征深度调峰工况下一次调频能力的新型建模方法。以河南鲁阳电厂2#机组运行数据检验该文方法,以该文方法获得的机组一次调频模型能以较高精度表征机组在深度调峰工况下的一次调频动态,并且,模型精度不随机组运行负荷变化而变化,具有很好的一致性。     

百千瓦级风力机建模与仿真

作为百千瓦级风力机的关键技术之一，风力机控制系统技术关系到系统运行的质量、系统效率、运行寿命等整体性能，而控制的设计首先要求知道系统的模型结构。本文首先建立了百千瓦级风力发电机的机理模型，然后对其进行了数字模拟仿真，并对其仿真结果进行了分析研究，为今后进行风力机控制器的设计、模型参数辨识等提供模型结构方面的基础。     

风力发电机组空气动力学建模与应用

在风力机空气动力学特性分析的基础上,建立了可应用于不同型号风力机的空气动力学模型。在已知风力发电机的固有参数的条件下,可以得到功率系数特性曲线、转矩系数特性曲线,为分析风力发电机运行特性,制定相应的控制策略提供指导。应用在莱州电厂1．25MW机组的仿真分析中,效果良好,为高稳定型和高效率的风力发电机组的设计奠定了基础。     

虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的应用与展望

随着风电并网容量的不断提升,大量通过电力电子装置并网的风力发电机组使得现有电力系统的转动惯量缺失,造成系统频率稳定性下降等问题愈加严重。虚拟同步发电机技术可通过模拟传统同步发电机的运行特性,提高风机的并网等效惯量和阻尼系数及电网的风能渗透率。首先,论述了近年来虚拟同步发电机技术在风力发电系统中的研究进展,探讨了风能最大功率点跟踪(MPPT)与频率支撑的协调控制,并揭示了实际转子与虚拟同步转子的能量平衡关系。然后,分析了系统参数设计及其对稳定性的影响,并以主流的全功率型风机和双馈型风机为例,介绍了具体控制方法及其未来在大规模风电场聚合等值研究中的应用前景。最后,总结了当前存在的关键技术问题及可行的解决思路。     

用P-V分析法比较几种风电场静态等值建模

以多台鼠笼异步发电机组构成的风电场为研究对象,分别用容量加权单机等值法、改进加权单机等值法、参数变换单机等值法以及变尺度降阶多机等值法对风电场运行特性进行等值建模,并在等值过程中考虑了风电场集电系统和变压器参数。用P-V分析法比较不同等值模型的风电场静态电压稳定性裕度,并考察各种模型表示的电压崩溃点与真实的电压崩溃点的逼近程度。结果表明,变尺度降阶多机等值法更适合风电场内机组参数一致的场合,参数变换单机等值法更适合风电场内机组参数不一致的场合。     

S型风力机气动设计

概述S型风力机的工作原理以及优缺点。系统分析了影响S型风轮气动性能的外形参数，总结出S型风力机达到最优气动性能时的外形参数。以最优外形参数为基础设计完成额定功率为300W的S型风力机的气动外形，所得结果可以同类型风力机的设计提供理论指导。     

基于相似性的双馈风机小干扰稳定性分析及锁相环的影响

借鉴同步机功角及其小干扰稳定的基本理论,从电压空间矢量关系和小干扰分析模型的角度对双馈风机的小干扰稳定性进行了分析。首先,根据内电势、端电压等电压空间矢量关系,定义了双馈风机功角。然后,通过风机锁相环动态方程,建立了双馈风机的小干扰稳定分析模型,并分析了其与同步机小干扰稳定分析模型的相似性。在此基础上,利用模态分析法研究了锁相环对双馈风机小干扰稳定性的影响。研究表明,锁相环参数是决定双馈风机小干扰稳定的关键因素,其参数配置不当可能导致风机小干扰失稳。最后,通过时域仿真和模态分析验证了锁相环参数对双馈风机功角变化及其小干扰稳定的影响。     

兆瓦级风力机特性模拟器

针对传统的风力机特性模拟器只能对等功率风力机特性进行模拟的缺点,开发了一套新型的兆瓦级风力机模拟器实验平台。首先对实际风力机静态和动态转矩特性进行了分析,搭建了由变流器、异步电机和减速箱构成的风力机模拟实验平台,采用矢量控制方案分别对异步电机和发电机进行转矩和转速控制,使减速机输出的转速符合兆瓦级风力机实际运行的工况特性。在MATLAB/Simulink环境中,分别对风速变化和转速变化2种情况进行了仿真分析,结果表明该方案能准确模拟兆瓦级风力机的运行特性。     

含不同风电机组的风电场暂态运行特性仿真研究

随着大容量风电场集中接入电网,有必要研究含不同风电机组参数和类型的风电场暂态特性及对电网的影响。在分析笼型异步和双馈异步风电机组暂态模型的基础上,分别建立了含不同风电机组的风电场容量加权等值模型。从风电机组不同容量比、风电场不同短路容量比以及电网联络线不同阻抗比角度,对含不同风电机组的风电场暂态运行特性进行仿真。仿真结果表明：在电网接受风能容量一定的条件下,双馈异步风电机组装机容量比例提高以及风电场短路容量比和联络线阻抗比的降低,都可以提高和改善风电场出口处电压和机组的暂态稳定性。     

大数据驱动下的风电机组工作状态决策树判别方法

风电机组所处工作状态的准确判别,对于掌握风电机组是否安全稳定高效运行具有重要的价值和意义。基于北方某风电场SCADA系统历史大数据,利用统计原理对风电机组特征参数进行了选取,在此基础上建立了一种判别风电机组工作状态的决策树(Decision Tree Algorithm)算法模型,并对模型参数进行了网格搜索优化,同时使用了新的历史数据对模型泛化能力做了检验,递归计算了风电机组不同状态下的信息增益和信息熵。依据风场历史数据对风电机组6种典型工作状态模式做了判别验证,结果表明该方法能够准确有效地判别给出风电机组工作状态模式,准确率平均达到0.989,从而验证了此方法的可行性和有效性。     

考虑时空分布特性的风速预测模型

随着风电并网规模日益增加,风电功率波动对电网的影响将更加显著。风速预测可以辅助电网制定调度和运行控制决策,合理应对风电功率波动,降低风电功率波动对电网安全稳定运行的影响。考虑风电机组的地理分布和风速的时间、空间分布特性,建立等效风速模型。由该模型建立上、下游风电机组的风速关联关系,修正下游风电机组的风速。在此基础上,提出一种基于修正系数的风速预测方法,以提高预测精度。以实际风电场地理数据和风电机组参数为基础的仿真算例验证了该方法的可行性和合理性。     

风力机模拟技术综述

随着风力发电技术研究的日益深入,风力机模拟技术也在近十年得到了快速发展。风力机模拟器可以用来取代实际的风力机,为在实验室内进行风力发电技术的研究提供了有效途径。在研究风力机特性的基础上,详细介绍了目前国内、外风力机模拟的具体方案,并对各模拟方案进行了对比、分析与总结。     

并网永磁直驱式风电系统的模态分析

为研究永磁直驱风电系统（PMSG）并网后自身的稳定性问题,进行了并网风电系统的模态分析。建立了适用于系统小扰动稳定分析的PMSG风电系统模型,研究了并网风机无穷大系统的模式特性。采用特征值法分析了轴系模型、轴系刚性参数、运行点、并网距离对并网风电系统模式的影响。并在PSCAD/EMTDC上建立了相应的非线性模型,利用Prony方法对输出功率曲线进行模式识别,验证了模态分析结论。研究从模态分析的角度说明了轴系双质块建模的重要性,以及上述参数对并网PMSG稳定性影响的相关结论,结果有助于了解并网PMSG风电系统稳定性问题的本质。