风电场50年一遇安全风速计算方法的对比分析

利用耿贝尔Ⅰ型极值概率法和Meteodyn WT软件（CFD模型）,结合气象站与风电场的风速关系,推算了不同复杂程度的风电场轮毂高度处50年一遇的安全风速,并将计算结果进行对比分析。分析结果显示：2种方法计算得到的风电场极大风速存在一定的差别;对于平坦地区,耿贝尔Ⅰ型极值概率法计算得到的极大风速与Meteodyn WT推算结果相差较小,但对于一些复杂地区,2种方法计算得到的极大风速结果相差很大。     

维斯塔斯签订了中国市场的首个V100风机订单

居世界首位的风力发电设备生产商维斯塔斯中国公司日前宣布,其与大唐湖北新能源公司已签订了中国市场的首个V100风机订单。合同包括27台共计48.6兆瓦的V100风机,将被安装于大唐新能源位于湖北的龙感湖风场。该风场常年平均风速在5秒/米左右,属于超低风速风场。据了解,随着全球陆上高风速风场开发殆尽,低风速风场受到了全球风电开发商的关注,V100两兆瓦平台风机属专门针对低风速风场开发的风机产品。     

基于扩展卡尔曼滤波的风速估计算法研究

风场信息是机载大气数据系统故障情况下重构大气数据的基础,飞机对所处的风场的感知对飞行器的安全飞行具有重要意义。目前机载风速测量通常是基于惯性导航系统或GPS提供的地速与大气数据系统提供的真空速计算法,由于真空速的测量滞后以及测量误差,直接计算的风速不能满足飞机使用要求。利用高空风场以水平风为主的大气特点,建立风场估计模型,以水平风速的东向及北向分量作为状态向量,以机载大气数据系统压力传感器提供的动压为量测量,通过构建扩展卡尔曼滤波器的方法实现外部风场的精确估算。在此基础上对虚拟大气数据系统提供的风场信息进行分析,验证此估计算法的可行性和有效性。仿真结果表明,该方法可获得较高的风速估算精度,并具有良好的稳定性,为飞机高空飞行提供精确的外部风场信息备份。     

山区架空输电线路设计风速计算分析

设计风速是架空输电线路设计中重要的气象要素之一,设计风速的合理取值直接关系到工程的安全与经济。绝大多数地处山区的输电线路无专门的气象观测站,在确定线路设计风速时,可通过代表性气象参证站风速资料进行频率计算以及利用基本风压反算的方法先计算设计风速,再将该设计风速按照调整公式计算出山区风速,通过大风调查以及结合附近已有线路的运行经验,综上对山区架空输电线路设计风速进行分析和取值。根据现行新的《建筑结构荷载规范》和《电力工程气象勘测技术规程》,为山区架空输电线路设计风速的计算和确定提供了分析思路和方法。     

风力发电系统不同风速建模方法的对比研究

为了建立真实有效的风速模型,分别给出组合风速模型以及风轮等效风速模型具体的建模过程和参数的设定.以风速的功率谱密度和自相关特性作为评价指标,分别将这两种不同的风速模型与真实的风场风速参数进行对比评估.评估结果表明,风轮等效风速模型更加符合风电场风速的变化规律和相关特性,为风力发电系统变桨距控制算法的改进和机组的故障诊断预测等研究提供必要的理论基础。     

风电场代表年风速系列计算方法的探讨

代表年计算的目的是通过风场附近的气象站近30年年平均风速的变化规律及风场与气象站实测风速相关关系,分析计算出一套能够反映风电场今后20年运行期间平均水平的代表年的风速系列、计算出风电场今后运行20年的平均发电量及上网电价。     

基于对比分析法的内蒙古某风场风资源后评估

近年,风电项目后评估方面的研究已逐步开展起来,但多倾向于风电场运行安全性、经济性和发电量指标,以及用风电机组分布系数、风资源系数和损失系数来评价风电场运行情况。基于对比分析法,从平均风速、风向频率、最大风速、风速频率、有效风速小时数、风功率密度变化等评估要素,对内蒙古某风场风资源进行了后评估。研究表明：两阶段相比,风场参考气象站年平均风速、平均最大风速均趋于减小,趋势变化率分别为-0.015、-0.185;主风向一致均为SSE;静风频率降低21.6%;风场不同周期平均风速约减小0.80 m/s,白天风速减小10.00%,夜间风速减小约12.00%;3个风速区间有效风速小时数分别减小263 h、533 h和925 h,风速频率峰值区由6.50~7.50 m/s降至4.50~5.50 m/s,高频风速（超过7.00%）由4.50~9.50 m/s降至2.50~8.50 m/s;风功率密度与风速变化趋势较一致,其中,1月和下半年各月份2阶段风功率密度较接近,除5月外其他月份较设计阶段减小较明显;风功率密度频率峰值区对应风速区间由14.50~16.50 m/s减至9.50~10.50 m/s;高频区（超过7.00%）由10.50~13.50和14.50~16.50 m/s变为7.50~15.50 m/s。     

大场域来流空间强风风场的数值模拟研究

合理构建强风风场的数值模拟方法,对于准确探究输电塔、风机塔等典型电力设施在强风作用下的风致响应规律及抗风稳定性至关重要,也是输变电工程技术领域的热点问题。针对现有研究及相关规范中对强风风场特性考虑不足的问题,提出一种大场域来流空间强风风场的数值模拟方法。首先,介绍空间强风风场的数值模拟流程及平均风速的模拟方法;其次,重点考虑大场域来流强风脉动风速的非高斯概率统计特性和空间分布相关性,引入峰度和偏度对脉动风速非高斯特性进行数学描述,并基于线性滤波法AR模型和Gurley相关性变形构建强风脉动风速模拟的数学模型,完成强风风场的数值模拟;最后,选取实际工程中的输电塔为计算案例,进行空间强风风场的模拟与验证。结果表明:文中建立的强风风场模拟方法在工况上更加贴合实际,经参数修改可适用于不同工况,为进一步开展输电塔、风机塔等空间结构的风振响应分析、失效概率计算乃至抗风设计研究提供可靠的研究基础。     

风场短期风速预测研究

提出一种基于支持向量机的短期风速预测模型,并通过小波分解和遗传算法实现模型中的数据预处理和参数寻优。模型包括数据处理单元、参数寻优单元和支持向量机单元,以历史风速值作为输入,输出未来时间段的风速值。同时,通过引入模型的可调参数,提高模型对应不同风场风速数据的普遍适应性。实验结果表明,模型的预测效果良好,并具有较好的适应性,可适应不同地区的风场数据。     

风速空间相关性和最优风电分配

风电场分布的地域多元化能够平滑风电波动。提出基于copula函数和均值－方差模型研究分布在不同位置风电场风速空间相关性和最优风电分配。利用极大似然法选取合适的copula函数描述风速间的相关关系,计算出风速间基于copula的秩相关系数,并借助最小二乘法拟合秩相关系数和风电场距离的关系。构造适合风电场的均值－方差模型优化风电的分配,其中风场的容量因子表示收益,风电前后时刻出力变化的标准差表示风险,线性相关系数用秩相关系数代替。以荷兰40个风场为例,结果表明,Gumbel copula 和 t copula函数较好地拟合了风场间风速的相关关系,并且,随着距离每增加100 km,秩相关系数下降0.1;通过求解均值－方差模型,得到各风场风电最优组合,相对于单个风场,风电波动下降程度最大达到70%,海上风场在降低风电波动中作用较大,在此模型指导下,可以选择最优风电分配策略,降低风电波动给系统带来的风险和成本。     

风电场机型选择中的技术经济评价指标

风机的选型直接关系到风电场建设项目的投资效益,甚至投资成败,通过对风电场资源条件及各型风机技术性能的分析,提出了对风电场进行整体技术经济分析的"技术经济评价指标"。以"技术经济评价指标"分析不同风机对风电场场址的适应性和性价比,分析了影响风机机型选择的各项因素。可用于风电场前期机型选择或风机设备采购评标工作。     

风能资源及测风数据整理技巧

风电场区域范围内的风能资源蕴藏状况，是开发风力发电项目最基础的组成因素，能否充分地掌握其完整而可靠的资料，将是工程顺利的保证，项目成功和避免投资风险的关键所在。然而，预选风电场的风能资料，必须经历布点测风、数据(包含场外相关资料)收集、分析整理和汇总过程。如果某个环节出现缺陷和差错，资料的可靠性即将降低，项目的风险就大大增高，这是人们不愿意看到的结果，为此，从定义、要求、不利因素及技巧方面进行讨论，期望从根本上提高风力发电项目的可靠性和项目效益。     

Influence of wind turbulence on yaw‐control gears in wind turbine

This paper describes the influence of wind turbulence on the yaw‐control gears of the nacelle in a wind power station. The site is located on Tappi Cape in Aomori prefecture, where major wind turbulence occurs due to the strong western wind and the steep slope of the cape. This paper discusses two adjacent wind towers out of a total of eleven and clarifies the influence of wind turbulence on the leeward wind power generator. Measurements showed that the turbulence and the standard deviation frequently exceeded IEC Wind Turbine Standards. Consequently, the torque applied to the yaw‐control gears oscillated with a short time period and its magnitude was frequently greater than 4.8 ton‐m (47 kN‐m), regarded as the metal fatigue limit. By a method in which the output of the wind turbine generator is controlled, the magnitude of the oscillating torque can be reduced below the limit of material fatigue. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 176(4): 15–25, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21141     

内陆风力发电场风机布置方法探讨

提出风电场风机布置的原则.认为不同地理环境条件、风资源条件、地区经济状况都会对风机的布置方案产生影响.对内陆风电场和沿岸滩涂风电场设计中风机布置技术和经济进行了分析比较,并对内陆风场的风机布置提出了一种新的行列距组合选择原则.     

考虑风切和塔影效应的风力机风速模型

首先利用流体力学理论和指数(赫尔曼乘幂)公式推导并建立了三桨叶风力机扫风平面内含塔影效应及风剪切的风速模型,然后对此模型进行了化简,并对模型中各个参数的选择及模型的使用范围做出了解释,最后用Matlab软件对所建立的风速模型进行了对比和分析。该模型考虑了塔架半径、悬垂距离、叶片半径、轮毂高度、轮毂处风速、风剪切系数等因素。结果表明塔影效应相比风剪切对不均匀风速场的贡献更大。该模型简洁有效,适用于电力系统中时域的风力机仿真,为风力机扭矩、风力机控制、风力机载荷等相关研究打下基础。     

基于风速相关性的风电场群汇聚效应分析

多个风电场汇聚后的输出功率特性具有明显的汇聚效应,这是处于不同位置风电场风能资源差异性的外在体现。本文运用Copula理论对地理位置相近地区风速的相关性进行量化分析,进行最优Copula函数类型选择以及参数的确定。通过对两两风电场风速相关性的量化分析,提出一种能够反映风电场群输出功率汇聚效应的Monte Carlo模拟方法。在已知风速历史数据的前提下,分析了场间风速含有相关性对风电场群汇集后输出功率特性的影响,从而为风电场群功率外送输电容量规划提供必要的参考。     

Maximum power control system for small wind turbine using predicted wind speed

This paper describes a novel approach of maximum power control for small wind turbines by using predicted wind speed data. Because of the moment of inertia of the wind turbine, when using conventional control method, the time lag of control will occur due to turbulence in the environment. Our proposed control system uses future information, which is the predicted wind speed, for wind turbine control. The control algorithm creates a reference trajectory of the rotational speed of the wind turbine. The advantage of using the predicted data is that the controller can operate the wind turbine efficiently so that the rotational speed of the wind turbine catches up with the reference speed at the maximum power point. Simulation results show improvement of generation efficiency compared to the conventional control method. Then we discuss the influence of the prediction error of wind speed on control performance. © 2014 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于实测数据分析的大型风电场风电功率预测研究

针对风力发电具有波动性、间歇性的特点以及大容量风力发电接入电网对电力系统的安全、经济运行带来严重影响的问题,阐述了风电功率的预测方法,并在分析风电场实测数据基础上,应用混沌时间相空间理论建立了超短期风电功率预测一阶局域模型,对某风电场未来5 min、15 min、30 min内的风电功率进行预测.对预测结果进行了评价,...     

风电系统在变风速条件下的并网运行仿真研究

介绍了当今国内外风力发电发展状况和风力发电机组并网后对电力系统的影响.阐述了变速风电机组并网后动态特性的重要性,同时利用仿真软件构建了基于变桨距风机并网风电场动态仿真模型,并对此风力发电系统在风速扰动情况下的运行状态进行了动态仿真.仿真结果表明,变风速使风机输出有功功率、无功功率会出现低频率不等幅震荡,会对系统电压、功...     

我国海上风电发展的若干问题初探

国外的近海风电场建设已进入大规模发展阶段,我国的海上风电场建设也已启动。介绍了国内外海上风电发展的概况,对海上风电技术和海上风电场投资进行了分析,探讨了我国发展海上风电所面临的一些问题以及应采取的相应对策。