基于PSCAD/EMTDC并网异步风电场短路特性的仿真分析

由于风速和风向的变化具有随机性、间歇性,风机组的输出功率与风速的3次方成正比,因此风力发电机输出功率的短周期变化比较明显,风机的运行方式多变,不同情况下故障时的短路特性也相差很大。针对异步风电场建立了风电场联络线路接地故障时,风电场提供的短路电流各序分量表达式,分析了影响风电场故障特性的主要因素,并以PSCAD/EMTDC为平台建立并网风电场的动态仿真模型,仿真分析了风电场投入机组数、风速、故障类型、电抗与电阻之比对故障特性的影响,仿真结果与理论分析一致。     

基于第一标准型含直驱风电场并网引发系统次同步振荡特性的分析

在现如今风火打捆的输电方式日益增长的情况下,中国多个地区的火电厂汽轮机组轴系扭振保护由于系统次同步振荡而动作跳闸,大规模风电场并网可能会导致火电厂汽轮机组轴系扭振加剧。为深入研究该问题,针对新疆某直驱风电场并网引发的次同步振荡问题展开研究。文章建立含直驱风电场和火电厂汽轮机组的系统数学模型,再利用特征结构分析法研究风电场并网后对系统次同步振荡造成的影响,并利用PSCAD仿真平台建立时域仿真,对特征结构分析的结果进行验证。结果表明,直驱风电场并网在一定的条件下会使得邻近汽轮机组次同步振荡阻尼下降,但不会改变次同步振荡模式的数量和频率的大小。最后,指出了这种次同步振荡的危害。     

考虑风电机组电压均衡性的风电场无功优化策略

双馈风电场的拓扑结构对风电场电压的调控有较大影响,因此提出计及风电机组无功调整时机组机端电压偏差的无功优化方法,首先分析风电场内馈线电压、无功分布对机组机端电压的影响,建立以风电场并网点电压和机端电压偏差最小为目标的无功优化模型,然后利用网络分析法-智能粒子群法对所建模型求解。最后,以新疆某实际风电场为例进行仿真验证仿真。结果表明,该控制方法可增强风电并网点电压的稳定性,降低风电场内机组机端电压的偏差,提高风电并网的可靠性。     

双向动荷载下振动频率对黄土动力特性的影响

采用TYS-20型电脑控制电液伺服土动三轴试验机对Q3黄土试样进行了一系列的动三轴试验,探究了双向循环荷载作用下振动频率对黄土动力特性的影响。动强度试验结果表明:当振动频率在0.2~3 Hz范围内变化时,黄土的动强度随振动频率f的增大而增大;对动强度与振动频率的关系在双对数坐标系上进行拟合发现:相同破坏振次下,两者近乎呈直线关系;在破坏振次分别为10,20,30次条件下,频率0.2,1 Hz相比3 Hz得到的动强度相对降低值最大可达到61.9%,最小为11.9%,且围压越小,降低程度越明显。动模量试验结果表明:动剪切模量随动剪切应变的增大而先增大后减小,在衰减过程中,频率越大衰减越缓慢,同一动剪切应变对应的动剪切模量也越大;在相位差为0°条件下,振动频率越小动剪切应变发展越快,侧向循环应力幅值的增大减慢了土体动剪应变的发展速度,在一定范围内侧向循环应力幅值越大越有利于土体稳定。     

基于奇异值分解方法的FACTS交互影响分析

针对电力系统中多台灵活交流输电装置（FACTS）控制器之间可能存在的交互影响问题，以可控串联补偿器（TCSC）和静止无功补偿器（SVC）2种FACTS控制器为研究对象，提出了一种基于奇异值分解（SVD）的交互影响分析方法，定量分析了新英格兰10机39节点电力系统中同时装设TCSC和SVC时，2台FACTS装置之间可能存在的交互影响问题及电气参数对交互作用的影响。时域仿真结果验证了所提出的方法的有效性，表明电气距离的改变对TCSC与SVC间的交互作用有着较强的影响，增加电气距离，交互影响变弱，缩短电气距离则会加重两者之间的交互影响。     

压裂液黏度对脉冲频率响应机理试验研究

为探究页岩气开采过程中的脉冲水力压裂液流变性能对频率的响应情况,采用0,1,3,5,7 Hz 这5个不同频率对2种不同黏度(30 mPa·s和10 mPa·s)的瓜尔胶液进行脉冲剪切试验。试验结果表明不同黏度大小的压裂液对于脉冲频率的响应效果是有区别的:当采用相对高黏压裂液体系时,对于结构黏度和塑性黏度,随着频率增大,总体上两者都呈下降趋势;对于表观黏度,随着频率的增大,压裂液表观黏度先是不断受到剪切稀释而减小,当频率达到5 Hz后,即使频率进一步增大,压裂液黏度也基本变化不大;对于压裂液的流性指数则是随着频率的增大先增加后减少,且当频率为5 Hz时流性指数达到最大值。采用相对低黏压裂液体系时,结构黏度较塑性黏度变化平缓,这在压裂过程中泵入支撑剂阶段有利于支撑剂在储层裂缝中的运移,对于压裂后期稳缝有着重要作用;采用较低黏压裂液的表观黏度和流性指数对于频率的剪切稀释响应效果不是很明显。研究成果为页岩气储层的开采提供了技术参考。     

两类双模式微型燃气轮机并网技术方案比较

详细分析比较了2种不同结构微型燃气轮机的双模式运行特性和并网技术方案。首先从燃机结构、控制方法、双模式运行特性以及并网运行时对传统保护配置的影响等角度研究对比了2种微型燃气轮机的并网技术方案;然后通过算例仿真比较了不同10 kV线路故障下微型燃气轮机的动态特性。研究表明:Ⅱ型微型燃气轮机在外部系统故障情况下,提供的短路电流明显,影响到上级保护的配置和选型;Ⅱ型微型燃气轮机可以实现模式间的无缝转换,但模式转换条件相对Ⅰ型微型燃气轮机严格;Ⅰ型微型燃气轮机无法实现模式的无缝转换,但提供的短路电流较小,且并网运行时受其他10 kV线路故障冲击影响较小。     

碾压参数对振动压路机-土动力系统的影响

为研究碾压参数对振动压路机-土动力系统的影响,在完全压实的堆石料上采用10种振动频率和3种车速进行现场振动碾压试验。分析了振动频率和车速对土体测量刚度、振动加速度、滞后相位角和地基反力的影响。结果表明,土体测量刚度在频率为12～18 Hz时随频率增大而增大,振动频率大于18 Hz时在振动减摩效应下,土体测量刚度迅速减小且趋于稳定;土体测量刚度随车速的减小而增大。振动加速度随频率的增大而增大,但因振动减摩而导致土体刚度减小,振动加速度增大趋势与理论分析结果相比减缓;在共振频率之上振动加速度随车速减小而增大,共振频率之下结果与其相反。滞后相位角随频率增大和车速增大而增大。地基反力在共振频率处最大,大于共振频率时缓慢减小,小于共振频率时迅速减小;地基反力在频率大于24 Hz时随车速减小而增大,在频率小于24 Hz时变化不明显。     

可实现运行模式灵活切换的小型微网实验系统

为了能够对微网的运行特性进行深入的理论和实验研究,建立了一个小型实验室微网系统。该系统中的分布式电源采用光伏模拟单元和风机模拟单元,通过电力电子变换装置并入微网;系统以蓄电池为储能装置,并通过双向逆变器并入微网,用以维持微网的暂态功率平衡。当微网联网运行时,以外电网电压和频率为参考,蓄电池双向逆变器、光伏并网逆变器和风机并网逆变器采用恒功率控制;孤岛运行时,双向逆变器的控制策略切换为恒电压、恒频率控制,用以提供微网电压和频率参考。实验结果表明,该系统可以稳定地工作在联网模式和孤岛模式,并可实现二者之间的平滑切换,提高了能量供给的可靠性。     

嵊州市并网小水电站孤网异常运行对策研究

由于嵊州市小水电通常在附近10KV农村供电线路上T接并网,易出现并网运行小水电带着本线路负荷进入孤网运行的异常状况.在上述异常状态时,仅配有常规继电保护装置的电站,不能可靠动作关机.研究认为,可将线路的频率偏差大小作为判断电站与大网并列还是孤网运行的依据,采用频率监测装置控制跳闸停机,在现阶段的试用中,起到了较好的效果,具有一定的推广价值     

基于PSR和PSO的区域地下水埋深ELM预测模型

针对传统区域地下水埋深预测方法精度不高问题,提出一种基于相空间重构(PSR)、粒子群算法(PSO)的极限学习机(ELM)的非线性预测模型。首先利用C-C法对地下水埋深原始时序数据进行相空间重构(PSR),然后利用PSO-ELM对地下水埋深进行预测。将模型应用于中国黑龙江省红兴隆管理局红旗岭农场地下水埋深预测,结果表明:该模型取得了较好的预测效果,后验差比值C为0.074,小误差频率p为1,相对均方误差E1为6.36%,拟合准确率E2达到92.66%,试预报效果指标E3达到95.80%;与PSR-ELM、PSR-RBF等模型相比,PSR-PSO-ELM在试预报方面可使RMSE分别降低49%和70%,使误差区间分别降低28.2%和68.6%,证明PSO能够有效改善ELM模型的预测性能;分析了气候因素和人类活动对当地地下水埋深动态变化的影响。     

洗马河二级赛珠水电站引水系统设计回顾

洗马河二级赛珠水电站引水系统具有水头高、洞线长、地震烈度高及地质条件复杂等特点。为此,对隧洞、活断层带及压力钢管进行了合理的结构设计,同时,对排水系统也采用了按部位分独立单元设计以提高排水效果,从而达到了既经济又安全的目的。机组并网发电以来,至今运行良好。本文系统地对该电站设计中一系列关键技术问题进行了回顾,可为同类工程设计借鉴。     

风电场50年一遇最大风速计算方法分析

论述风电场设计中,应用Gumbel分析法和风压法计算风电场50年一遇最大风速.分析场址空气密度下和标准空气密度下最大风速的比例关系.通过合理确定风电场50年一遇最大风速,为风电场选择安全的风机提供依据.     

堤防管涌声发射采集参数设置研究

为了采集管涌过程具有高信噪比的声发射信号,实现声发射技术在堤防管涌监测预警中的推广运用,开展了变水头作用下的管涌破坏试验。通过相同前放增益设置不同的门槛值,分析环境噪声和电子噪声信号,得到了不同前放增益下的最佳门槛设定值。对管涌破坏过程不同通道的AE信号参数最大幅值和最大峰频值分析,AE通道的前放增益选取40 dB,采样频率1 MHz,门槛值为25 dB。通过波形流的采集方法,采集管涌过程连续的AE信号波形。利用AIC准则对AE信号波形分析,得到了AE定时参数:峰值鉴别时间(PDT)为100μs;撞击鉴别时间(HDT)为900μs。管涌过程中AE信号为突发型信号,时域分布疏密差异。通过对单个撞击间时间间隔的测定,结合采样长度,得到了撞击闭锁时间(HLT)为1 500μs。由对噪声信号和管涌过程AE信号的分析,得到了一套适合堤防管涌过程声发射采集设置参数,研究成果对声发射监测堤防管涌具有重要参考价值。     

永定新河河口风暴潮对其右堤防洪保护区洪水风险影响分析

依托全国重点地区洪水风险图编制工作,以永定新河右堤防洪保护区为研究对象,采用MIKE 21/3 Coupled Model FM软件建立风暴潮模型进行洪水演进计算,分别对防洪保护区内遭遇100年一遇、200年一遇风暴潮情景下的淹没水深、范围、流速、历时等洪水风险要素进行分析,估算了由此产生的居民财产、农林牧渔、工商企业、交通运输、水利设施等方面的直接损失。结果显示,永定新河河口遭遇100年一遇风暴潮时,洪水淹没面积20.69 km~2,其中耕地淹没面积0.41 km~2,居民地淹没面积7.46 km~2,受影响人口2.05万人,受影响GDP达235.13亿元。永定新河河口遭遇200年一遇风暴潮时,洪水淹没面积增加17.79 km~2,耕地淹没面积增加1.66 km~2,居民地淹没面积增加3.77 km~2,受影响人口4.18万人,受影响GDP达630.10亿元。各方案洪水损失估算中,工业产值损失所占比重最大,约占65%,其次是商贸业主营收入,约占24%,其余指标在总损失中所占比例均较小。研究成果能够为区域洪水风险管理、防灾避险预案制定及防洪(潮)调度决策提供技术参考。     

远程监控系统在风力发电中的应用

介绍了风力发电的背景及监控系统的发展现状,分析了风电场远程监控系统的业务方案、数据存储方案、系统架构以及系统部署方式,对风电场监控系统的应用效果进行了总结,为国内相关研究及工程应用提供借鉴和参考。     

循环荷载作用下重塑饱和粉黏土的刚度弱化特性研究

以东海大桥海上风电场项目为课题背景,通过动三轴系统对重塑饱和粉质黏土开展一系列长期不排水循环加载三轴试验,分别考虑围压、动应力比和频率3种因素,特别是对高频(f5 Hz)下土体的动力弱化特性进行了研究。试验结果表明:累积塑性应变与累积孔压随着循环次数的增加而增大并且趋于稳定,呈现出应变软化和孔压软化现象。割线动变形刚度模量和割线动弹性刚度模量则随着循环次数的增加,先急剧降低然后趋于稳定,从而表现出刚度弱化现象。进一步研究了割线动弹性刚度模量与循环应变幅值的关系,割线动弹性刚度模量的衰减趋势受动应力比和频率的影响不大,与围压有关,围压越大,割线动弹性刚度模量衰减趋势越慢,衰减稳定幅值越低。     

平抑风电出力的风储系统控制策略

为了平抑风电出力,采用了双层模糊控制优化策略的风储系统。首先,利用小波包将风电场出力进行分解,得到平抑目标功率和储能系统充放电初级参考指令。接着,根据储能设备的荷电状态和充放电初级参考指令利用模糊控制对储能设备的荷电状态进行调节。然后,利用第二层模糊控制实现储能设备之间的能量相互流动,优化储能设备的充放电功率指令,改善对风电功率波动的平抑效果。最后,在Matlab/Simulink中搭建了风储系统模型,通过仿真验证了双层控制优化策略的有效性。研究结果为风力发电储能系统设计提供参考。     

基于改进混沌蚁群算法的风电场无功电压协调控制策略

为改善及解决大型风电场接入电网后的局部电压稳定和无功裕度等问题,基于某风力发电场实际运行情况,建立了包含双馈风电机组(Double-Fed Induction Generator,DFIG)和静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)的风电场无功功率协调模型,并提出了一种多目标且综合考虑两者之间协调配合的控制策略。该协调策略以风电场内各个节点的实时测量数据为基础,为满足算法的实时性要求,采用改进混沌蚁群算法求解包括风电场公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)在内的各节点电压稳定度最好及总体无功裕度最大的多目标优化控制模型,改善PCC点母线在内的局部电网电压水平并且提高风电场内部无功裕度。以西北某风电场为例进行仿真,结果表明,无功电压协调控制策略能够较好地改善风电场的局部电压稳定性,且提高该区域的无功裕度。     

偏航对串列双风机发电功率影响研究

尾流效应是造成风场发电损失的主要原因之一,通过对上风向风机进行偏航调控和优化风场机位布局可以降低串列风机的尾流.为了探究各主要因素对降低尾流的效果,针对两台串列布置的NREL-5MW风电机组,采用Bastankhah尾流模型进行尾流区风速模拟,计算分析了不同机位距离、入流风速和湍流强度情况下,调控上风向风机偏航角度对串...