基于混合Copula函数的含风电场电力系统可靠性评估

随着风力发电的发展,风电场风速之间的相关性对电力系统可靠性的影响越来越大。基于混合Copula函数建立一种多元相关性风速的模型,并在含多个风电场的IEEE-RTS系统可靠性评估中应用该模型,通过实例分析,在描述风电场风速相关结构方面,提出的混合Copula函数法比单一Copula函数法更合适,更有优势。     

含具有风速相关性风电场的发输电系统可靠性评估

提出了一种改进相关矩阵蒙特卡罗模拟法与拉丁超立方采样法相结合的多维相关风速抽样方法,并把该方法应用于含多个风电场的发输电系统可靠性评估。通过实际风速数据对模型的验证表明：提出的风速相关模型能够充分保持实际风速数据的概率分布,基本统计量和相关特性。将该模型和方法应用到 MRTS可靠性测试系统中,证明了该方法适用于含具有风速相关性的风电场的发输电系统可靠性评估。并通过算例,对风速相关性程度、风电场接入位置和风能渗透水平三个因素对含风电场的发输电系统可靠性的影响进行了分析。     

考虑风速相关性的电力系统可靠性评估

在研究风电并网对系统可靠性的影响中,风电场间的风速相关性是一个重要影响因素。首先,研究了电力系统可靠性统评估必要的相关模型;其次,为建立风电场间风速相关性的数学模型,研究了矩阵变换法并将其引入系统可靠性评估,用于定量模拟同一风带下具有一定相关性的多个风电场风况;最后,基于序贯蒙特卡罗模拟法研究了考虑风速相关性的电力系统可靠性评估流程。以IEEE-RTS79系统为例验证了本文所提模型的有效性,并分析不同风速相关程度下系统可靠性水平的变化情况。研究结果表明,风速相关性对系统可靠性有不利影响,考虑风速相关性将使评估结果更加准确可信。     

基于混合Copula函数的风电场出力建模方法

大容量风电场接入系统后,由于其具有间歇性、随机性和不确定性,会对电网潮流分布造成影响。以往的研究大都侧重于解决不同风电场间的风速相关性问题,针对云南电网中大型风电场往往由分布在不同山头的若干风电机群构成的实际情况,风电场内部已经不能单纯地采用一台风电机组等效。基于可以描述不同尾部特性的Copula理论,文中提出基于混合Copula函数建立风电场出力模型的方法。以云南电网某实际风电场为例进行验证分析,在PSD-BPA软件平台上建立该风电场出力模型,并进行系统潮流计算,结果表明,基于混合Copula函数的模型与基于单一Copula函数的模型相比,更接近于历史实测数据模型,二者得到较一致的潮流结果。     

含风力发电的发输配电系统可靠性综合评估

风力发电对电力系统可靠性具有一定的影响,考虑风速随机性和间歇性的特点,建立了服从正态分布的风速概率模型,并在此基础上提出了基于蒙特卡罗模拟法的风电场可靠性模型.为考虑风电机组对配电系统可靠性的影响,引入发输电组合系统的多状态节点等值模型,实现了含风力发电的发输配电系统可靠性综合评估.应用风速概率模型对国内某风电场进行了出力模拟,并将该风电场与RBTS(Roy Billinton Test System)系统相连,实现了含风力发电的RBTS系统可靠性综合评估.     

基于Copula函数的多维时序风速相依模型及其在可靠性评估中的应用

风速模拟是对含风电的电力系统进行可靠性评估的先决条件.基于Copula函数和马尔科夫过程理论,提出了一种多维时序风速相依模型及该模型的两阶段蒙特卡洛模拟方法.该模型将多维相依关系分解为单维风速时间序列的短期相依关系和多个风速序列之间的同期相依关系.利用1阶连续状态马尔科夫链描述风速时间序列的变化规律;利用Copula函数捕捉风速序列中存在的短期相依关系和同期相依关系.通过实际风速数据对模型进行了验证,结果表明提出的模型能够较好保持风速序列的概率分布、自相关和互相关特性.将该模型应用到IEEE-RTS可靠性测试系统中,结果表明上述模型能够直接用于风电场可靠性效益评估.     

考虑风电场影响的发输电系统可靠性评估

风能具有随机波动性,相应的风力发电机出力具有不确定性.对含有风电场的发输电系统可靠性展开研究,在考虑风速的时序性和自相关性、风力发电机输出功率特性以及强迫停运影响的基础上,把风力发电机可靠性模型与输电网可靠性模型相结合,在满足电力系统安全性约束条件下,建立以电网最大负荷供应能力为目标的发输电系统可靠性评估模型,用于评估风电场并网后对输电网可靠性的影响,以IEEE-RTS79测试系统为算例,对反映风电场影响的相关可靠性指标进行分析计算,研究结果可为风电场接入电网方案的合理制定提供科学决策依据.     

计及风电场的发输配电系统可靠性评估

考虑风速时序性和自相关性的特点，建立了风速的自回归移动平均(auto-regressive and moving average，ARMA)模型，并结合常规机组、线路和变压器等状态模型，建立了基于蒙特卡罗仿真方法的风电场可靠性模型，对含风电场的发输电组合系统进行可靠性评估，同时建立了发输电组合系统的多状态机组等值模型，将该等值模型与配电系统相结合，计算了平均停电频率和停电电量损失等配电网可靠性指标，通过分析和比较可靠性指标研究了风电场对配电系统可靠性的影响，结果表明风电机组的接入对提高电力系统可靠性具有一定的作用。     

含风电场的发输电系统可靠性评估

基于序贯蒙特卡罗仿真方法,建立含风电场的发输电系统充裕度评估模型。计及输电线路故障和输电线路有功限制,建立考虑风向、尾流效应以及地形因素影响的风电场内各台机组捕获风速计算模型,并提出了新的关于风电场接入系统的可靠性指标。利用Matlab7编写了相应程序,对引入该模型的IEEE-RTS79系统进行可靠性评估。通过对比不同的接入方案,充分评估大规模风电场对发输电系统可靠性的影响。     

考虑风电场影响的发输电系统可靠性评估

风能具有随机波动性,相应的风力发电机出力具有不确定性.对含有风电场的发输电系统可靠性展开研究,在考虑风速的时序性和自相关性、风力发电机输出功率特性以及强迫停运影响的基础上,把风力发电机可靠性模型与输电网可靠性模型相结合,在满足电力系统安全性约束条件下,建立以电网最大负荷供应能力为目标的发输电系统可靠性评估模型,用于评估...     

杯式风速传感器检定量值线性延伸方法探讨

现阶段由于多数地区的风洞硬件和软件条件有限,无法对自动气象站风速传感器进行30、40以及70 m/s等高风速段的检定,从而导致这些地区高风速段数据的准确性和可靠性得不到保证.为了解决这一问题,提出低风速段的检定数据线性延伸至高风速段的方法,并从三杯式风速传感器的物理原理出发,通过理论分析和实验验证两方面证明该方法的可行性,从而解决了这一实际问题,为新的自动气象站风速检定规范制定提供有力的理论依据.     

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?栽 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.     

变速风力机的建模与仿真

阐述了变速风力机的风能捕获原理;分析了功率特性和转矩特性;建立了风速的四分量时域模型和变速风力机输出功率及转矩仿真模型.在不同风速下进行仿真,结果可为风力机性能分析提供参考.     

风电场风切变指数研究

根据山东某风电场实测资料,对风电场逐月、逐时、不同风速下的风切变指数进行研究并探究风切变指数不同取值对风电场轮毂高度处风资源的影响。在分析轮毂高度风资源时,建议采用高差较小的高度处风速根据综合风切变指数进行推导。     

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.     

江苏省输电线路设计风速误差分析及订正

本文通过对最大风速受平台观测的影响、城市化发展影响、杨树林生长影响等方面进行研究,提出了最大风速平台影响订正、城市化影响订正、杨树林影响订正的计算方法,为最大风速受环境影响研究出了一套完整的订正方法,减小了江苏省输电线路设计风速误差。     

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。     

基于牛顿-拉夫逊法的风速观测器设计

风速是风力发电机的一个重要参量,准确获取风机运行过程中实时的风速信息对风机的控制十分重要。文中基于牛顿-拉夫逊方法,设计并实现了一种风速观测器。该观测器根据风轮机运行中实时的运行状态数据,迭代估计出叶尖速比的近似值,再由它与风速的对应关系计算出实时的估计风速,达到风速观测的目的。最后,将该风速观测器分别在Matlab和风力机模拟器中进行仿真和实验验证,结果表明,所设计的风速观测器具有良好的风速估计性能,符合预期目标。     

关于风压不均匀系数的研究

通过比较、分析我国与俄罗斯、日本、德国的输电线路设计规程对于风压不均匀系数取值的规定及差异, 提出我国输电线路设计规程的风压不均匀系数取值的修正方案。同时对在输电线路工程设计中执行该修正方案的可操作性以及对线路杆塔指标的影响进行了研究和评估。在以后新设计的输电线路工程中, 对于杆塔规划、塔头尺寸的确定和杆塔定位后导线与绝缘子串的风偏校核等各环节,可按照该修正方案开展工作。     

风电勘测设计中的水文气象工作

通过对风力发电勘测中的场址选择、设站观测、水文气象资料收集和成果分析等问题的讨论,说明水文气象专业工作对风力发电设计有着较大的影响,风资源分析既是水文气象人员的工作重点,也是风力发电项目顺利建设以及形成良好经济效益的重要保证