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。     

基于韦伯模型的风场储能容量计算

分析了风电场风速的模型、风力发电机输出模型,运用韦伯函数建立风速分布模型,采用概率论期望的思想,计算储能系统功率容量。通过模拟仿真实验,得出满足电力系统要求的合理风储比。在满足我国风电并网标准的条件下,尽可能地减小储能系统规模,并利用实际风电场数据加以分析验证。     

风电场对发输电系统风险评估的影响

针对风能存在随机性和波动性,风电场并网对电力系统运行可靠性有一定影响,考虑风力发电机输出功率特性、强迫停运率和输电线路及发电机的故障失效等因素,把风力发电机可靠性模型与发输电可靠性模型相结合,采用基于直流潮流的最优切负荷算法,建立了基于非序贯蒙特卡罗方法的风电场发输电可靠性模型,来评估风电场并网后的发输电系统可靠性.以IEEE-14节点标准可靠性测试系统为例,对风电场以不同接入方式和不同接入容量的条件下分别计算系统负荷削减概率PLC、期望缺供电量EENS、期望负荷削减频率EFLC等风险评估指标,计算结果表明:风电场的不同接入方式和容量对发输电系统的风险评估有不同的影响.     

浅谈双馈异步风力发电机变频器运行控制技术

变频器控制技术作为风力发电机关键技术环节,对风电机组安全、经济运行具有重要作用。笔者介绍了某风电场风力发电机变频器电气结构原理及工作逻辑,归纳整理出双馈异步风力发电机变频器运用过程中应注意的技术细节及日常巡检维护要求,为风力发电机组变频器运行质量提升、风电场风能利用效率提高、发电机及变频器安全运行控制提供参考。     

风电场大容量风电机组永磁直驱发电机稳态运行参数动态优化

针对目前的风力发电机关键参数优化方法优化效果不佳的问题，提出了一种风电场大容量风电机组永磁直驱发电机(PMDDG)稳态运行参数动态优化方法。抓取PMDDG关键动态参数，利用PID控制使电磁转矩波动在整个控制周期达到理想值。引入目标函数，对影响电压波动的动态电压带宽参数自适应调节，实现电压平稳输出。采用人工蚁群算法将经过的节点在记忆中储存，通过释放外激素实现信息传递，扩大解空间搜索范围，利用正反馈原理在最优路径上快速收敛，实现了PMDDG稳态运行参数的全局动态优化。通过实验验证可知，提出的PMDDG稳态运行参数动态优化策略，能够使电压的输出值始终保持在1(p.u.),优化后的转矩波形与标准转矩波形相比最大误差为0.2 kN·m,具有较强稳态运行可靠性。     

不同异步风力发电机组的低电压穿越能力研究

为了对比不同异步风力发电机组的低电压穿越能力,给出了包括风速模型、风力机模型和异步风力发电机模型在内的风电机组模型和无功补偿装置(SVC)模型。建立了仿真风电场模型,分别仿真了两种典型异步风力发电机组未加装SVC和加装SVC时发生短路故障后的低电压穿越能力;针对仿真前后电压、有功功率、无功功率和转速的变化情况对两种异步风力发电机组的低电压穿越能力进行了对比分析。     

基于NSGA-Ⅱ的多目标风光水储互补优化模型

构建以新能源为主体的新型电力系统逐渐成为电力行业转型升级的发展趋势。由风电、光伏、水电、储能电池多种新能源组成的多能互补系统,通过对出力条件（风力发电机出力、光伏组件出力、水电站水轮机组出力）、储能电池容量以及充放电功率等约束的综合考虑,建立以系统出力波动性最小和运行经济效益最大为目标的多目标优化模型。利用改进粒子群优化算法和NSGA-Ⅱ优化算法,以中国西北地区某风电场、光伏电站、水电站以及电化学储能电站组成的多能互补系统为例,验证目标模型和求解方法的有效性。算例与结果表明：相比改进MOPSO,采用NSGA-Ⅱ算法求解此风光水储联合系统中的多目标问题可以减少15%的出力波动,提高28 835元/年的经济效益,相对风-光-储互补系统,小型水电站的加入通过NSGA-Ⅱ算法可降低31%的出力波动。     

考虑风机出力随机性的电网静态安全风险评估

随着智能电网的发展,大规模风机的并网增加了电力系统安全运行的不确定性。针对风机出力存在的随机性和波动性,提出使用Monte Carlo模拟法形成风速概率分布区间,并基于该方法对风机出力大小和发输电设备进行抽样;以IEEE-RTS79标准测试系统为例,分析了风机出力大小和接入位置不同对电网静态安全风险指标的影响。算例结果表明,选择合适容量的风机和接入地点能够降低电网静态安全风险。     

基于损耗和谐波分析的多工况双馈风力发电机定子匝间短路故障研究

为了准确及时地识别并排除多工况下双馈风力发电机定子绕组匝间短路故障,通过ANSYS软件建立了新疆某风电场1. 5 MW双馈风力发电机的电磁场模型,对风机正常运行、风速突变、电网电压三相不平衡和机组低电压穿越工况进行仿真,处理后得到发电机的气隙磁密曲线。从损耗和谐波分析两个方面,以正常运行工况为标准对比研究发电机定子绕组匝间短路前后多工况特征量的变化。结果表明:发电机匝间短路后,基于损耗分析,不同的工况下电机的铁耗相较于故障前都有所增大;基于谐波分析,电网三相电压不平衡和低电压穿越工况的特定次谐波会导致更为严重的故障。     

风电场与抽水蓄能电站联合供电的系统规划初探

阐述风电场出力过程随风速变化的特性以及抽水蓄能电站可根据电力系统的需要选择抽水工况或发电工况运行的灵活性，对风电场与抽水蓄能电站联合供电方式的系统规划问题进行探讨，提出将风电场及抽水蓄能电站装机规模选择与系统总体经济性分析相结合的系统规划模型。使得风电场与抽水蓄能电站联合供电成为一种较为理想的供电方式。     

不同风速谱激励下的风力发电机塔架风致响应及风振系数研究

为研究不同风速谱激励下,风力发电机塔架的风致响应,建立某兆瓦级风力发电机一体化有限元模型,基于经典随机振动理论对其进行风荷载作用下随机振动分析。得到了几种典型风速谱激励下风力发电机塔架位移响应功率谱密度。分析了不同风速谱激励对风力发电机风致脉动响应影响。根据Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ峰因子取值法,讨论了不同保证率下的峰因子对风振系数的影响关系。主要结论有:不同风速谱激励下,风力发电机第１、４、５振型被激发;风机塔架作为典型的高耸结构,其风致响应以一阶振型为主振型;基于Ｓｉｍｉｕ谱激励下,风力发电机塔架ＰＳＤ曲线峰值最大,计算得到的风振系数最大;对于峰因子取值,当风压时距Ｔ＝６００ｓ,我国规范考虑一定跨越概率建议取值为μ＝２．５０;由Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ近似公式计算得到的峰因子为μ＝３．２５,由此计算得到的风振系数相对安全。     

低风速风电场风资源开发分析

低风速地区的风能开发已经成为当前中国风电开发的重要方向。然而,中国关于低风速风电场风能资源特点及计算过程中应考虑的重点问题却研究甚少。文章结合河南省荥阳风电场风资源分析过程,对低风速风电场风资源特点进行了简要剖析,希望对今后的低风速风电场开发提供借鉴和帮助。     

基于等效平均风速的风力发电功率预测

目前应用风速气象数据预测风力发电功率的方法存在较大误差,难以满足工程应用的精度要求。文中基于能量守恒原理提出了风力发电机组等效平均风速的概念,并通过为期1年的现场实验分析得到等效平均风速与最大风速和平均风速的函数关系,由此提出了基于等效平均风速的风力发电功率预测方法,并与以往基于平均风速的风力发电功率预测方法进行了工程应用效果对比,表明基于等效平均风速的预测方法较基于平均风速的预测方法在预测精度方面有明显提高。     

浅谈风电场测风

风电场测风是风能开发中的一个重要环节,也是风能开发的前提和基础,它对风电场的设计、建设具有重大影响,做好风电场的测风对风能开发具有重要意义.为此,在总结风电场测风和风电场工程规划设计的工作经验的基础上,对风电场测风进行分析探讨,并就风电场测风中存在的问题提出认识和建议.     

基于相空间重构的风速和风功率超短期预测

风速为随机变化的量,风电机组的输出功率具有波动性,大量风电并网将会对电力系统的安全、稳定运行及电能质量带来严峻挑战,因此风电场的风速和发电功率预测在风电场的调度和管理中起着重要的作用。根据风速具有混沌特性,讨论运用C-C方法对混沌时间序列的相空间进行重构,并对某风电场10台机组的相空间进行重构,采用加权一阶局域预测模型,得到1 h内的短期风速预测值,利用功率曲线转换法得到每台机组的发电功率。经实例证明所提出的方法是可行和有效的。     

新疆盐湖风电场风能资源评估分析

盐湖风电场是规划建设的新风电场,为了更好地利用其风能资源,对盐湖风电场的风能资源进行了评估分析。依据测风塔2794号1 a的测风数据,主要分析了年风能参数、风向频率和风能密度方向分布、风速频率及风能频率、湍流强度以及风切变指数。结果表明:盐湖风电场风功率密度达到4级;主风向与风能密度分布主方向一致;风能频率主要分布在中等风速段;盐湖风电场的风能资源丰富,具有很好的开发价值。     

风电场风能资源评估几个关键问题分析

正确科学地对风资源进行评估,意义重大。针对我国风电场工程可行性研究报告的现状和GB/T 18709—2002《风电场风能资源测量方法》、GB/T 18710—2002《风电场风能资源评估方法》、《全国风能资源评价技术规定》等的某些条款进行了阐述,指出目前风资源评估中存在的一些问题并提出了一些建议,希望为以后的相关工作人员提供一个参考。     

大型风电场的风能损失计算

大型风电场由于风机数量众多,各台运转的风机之间的相互干扰作用会影响风机的有功输出,从而造成风电场的风能损失。风能损失将直接影响风电场投入运行后的年度发电能力、发电计划安排以及风电场的运行控制。文中提出了一种新的迭代回归计算方法,可有效分离风机的正常输出和非正常输出,从而正确估算风机的理想输出曲线,并定量计算风电场的风能损失,可服务于已并网的大型风电场。最后,结合实际数据对某风电场的风能损失进行了计算和分析。     

分时段及分方向风切变分析在风能资源评估中的应用

通过计算整体风切变指数、分时间段及分方向风切变指数,进而推求高层的风速及风能指标,并与实测数据进行对比。经实例分析,对于风切变日变化较为明显的测风塔,采取分时段推求所得的数据最优;对于风切变方向变化较为明显的测风塔,采取分方向推求所得的数据最接近真实情况。