基于运行维护的海上风电机组可用性评估方法

海上风电机组与陆上不同,受海上天气条件及运行维护策略的影响较大。在充分考虑了海上风浪等天气因素的基础上,将海上风电机组的运行维护方案根据机组故障部件不同、修复时需要的辅助设备及修复时间等差异进行归纳分类,并结合风电机组各部件平均故障率和平均修复时间,提出一种适用于不同海上风电场的风电机组可用性评估方法。算例评估结果表明,所述方法能够反映不同海上天气条件和运行维护方案对可利用率的综合影响。同时,一组灵敏度分析结果体现了海上天气条件及运行维护方案的实施对海上风电机组可用性的影响情况,为海上风电机组的设计与风电场的管理提供了技术支持。     

海上风电场运行维护的研究与发展

与陆上风电场相比,海上风电场建设和运行维护成本较高,在总结海上风电机组主要部件故障的基础上,对比了定期维护、停机维护和状态监测3种维护方案的优缺点,介绍了国内外海上风电场运行维护管理的现状,并分析了影响海上风电场运行维护成本的主要因素,最后对这一领域的发展趋势进行了探讨。     

海上风电场运行控制维护关键技术综述

海上风电是目前和未来几十年我国可再生能源发展的重点。然而,与陆上相比,海上风电面临全寿命周期度电成本偏高、大规模并网冲击大等挑战。数字化、智能化是解决上述问题的关键。为此,该文围绕海上风电场智能运行控制维护关键技术进行了介绍,包括海上风电功率预测技术、海上风电运行控制技术、海上风电设备维护管理技术、海上风电与海域综合利用。首先,针对海上天气环境、资源特性、地理位置、设备运行等因素,分析了海上风电与陆上的差异,据此归纳了上述技术领域所面临的挑战及可能的解决方案,并对这些技术的研究现状及成果进行了分析和总结;最后,指出海上风电场智能运行控制维护关键技术领域的发展趋势及需要进一步研究的方面,为海上风电降本增效和大规模安全经济并网提供支撑和参考。     

面向海上风电机组运行维护的Petri网模型

与陆上机组相比,海上风电机组运行维护成本较高,在分析海上风电机组运行维护主要影响因素的基础上,用模糊时间函数表示维护各任务执行时间的不确定性,依据维护任务的模糊Petri网建模规则,把模糊关键路径的求取转换为一个代数方程问题,并通过算例分析了某机组维护任务在约定工期下完成的概率。结果表明:所提出的模型可正确、直观地表达运行维护任务,并能进行有效的分析。     

面向组合维修的海上风电场运行维护建模及仿真

海上风电场运行维护受环境条件制约,传统的陆上风电场运行维护评估方法并不适用于海上。为了解决这个问题,文中基于传统海上风电场运行维护流程,充分考虑组合维修的需求,构建了更加符合实际情况的海上风电场运行维护流程。将面向组合维修的运行维护流程划分为故障发现、备品运输和出海维修3个子模块,研究了3个子模块的数学模拟方法,并利用蒙特卡洛方法建立海上风电场运行维护模型。仿真结果表明,所建立的运行维护模型可以模拟海上风电场的运行维护情况,并能较为准确地推算可利用率、总发电量、损失发电量及运行维护成本等关键指标。同时,结合运行维护模型和灵敏度分析方法,可辅助运行维护船舶参数设计等运行维护策略的优化。     

海上风电机组运行维护现状研究与展望

海上环境恶劣、可进入性差,给海上风电机组的运行与维护带来了巨大挑战。近年来,随着海上风电的大规模开发与大容量海上风电机组的相继并网,海上风电机组经济可靠地运行与维护已经成为新能源研究的热点问题之一。文中对海上风电机组运行维护现状进行统计与分析,主要围绕海上风电运维最关注的可靠性(Reliability)、可用率(Availability)以及维护(Maintenance)3个方面阐述了当前海上风电机组运行与维护现状。在此基础上,整理与归纳了影响海上风机运维成本的主要因素,对当前海上风电机组运维研究热点进行总结,展望了未来有待进一步研究的方向。     

海上风电场运行维护策略优化研究

海上风电场高昂的运行维护费用与海上风电场的可进入性差以及进入成本高有着直接的关系,迫切要求改善维护与维修的策略。考虑制约海上风电场维护策略多种因素,以成本最低为目标,对海上风电场的运行维护策略进行了设计,并采用规划学中网络计划方法对其进行优化。     

基于风电机组状态信息的海上风电场维护策略

针对海上风电场运维过程中风电机组的状态信息利用不足,提出了一种基于风电机组状态信息的海上风电场维护策略。首先,考虑环境因素以及部件之间的相互作用对状态信息的影响,定义动态劣化度用于描述风电机组各部件的劣化程度,采用模糊综合评价法建立了风电机组的状态评估模型。其次,依据各风电机组的实测运行数据,确定风电场待维护机组。再次,针对选定的待维护机组,结合后续维护周期内风速预测结果,构建了以单个维护周期内维护成本最小为目标、以海上有限维护时间与可及性为约束的海上风电场短期预防性维护决策模型,对风电场的风电机组的维护时间以及路径进行优化。最后,结合国内某海上风电场实例数据进行算例研究,验证所提方法的有效性。     

广东省海上风电维护检修中心建立的论证研究及市场分析

在风电产业的发展过程中,风电设备的维护与检修是不可忽视的.结合国内海上风电检修行业的现状及广东省的实际情况,对广东省海上风电维护检修中心的建立进行了论证,并对该行业的后续发展进行了市场分析.研究结果对于具体工程实践有一定的借鉴参考价值。     

基于实际风电场的双馈感应风电机组联网运行特性仿真分析

随着并网运行风电场数量逐年剧增,双馈感应风电机组作为广泛应用的主流机型之一,其联网运行特性对研究风电场与电网之间的交互作用具有重要作用。本文给出了双馈感应风电机组的数学模型,包括风力机模型、发电机模型和四象限变流器模型。以东北某实际风电场双馈感应风电机组为例,在PSCAD/EMTDC电力系统仿真平台上,搭建了双馈感应风电机组联网运行仿真系统,对双馈感应风电机组在不同工况下的联网运行特性进行了分析,揭示双馈感应风电机组联网运行特性,电气设备阻抗参数与外特性之间的内在关联关系。     

海上风电-氢能系统运行模式分析及配置优化

为达成“碳达峰-碳中和”目标,海上风电等可再生能源将得到加速发展,氢能有望成为离岸低碳能源网络中的重要一环,发展能对海上负荷全清洁供能的海上风电-氢能系统前景广阔。该类系统的运行模式、各模式配置与经济性值得研究。建立了海上风电-氢能系统配置优化模型,提出并对比分析了该系统的单一供电、双供电、多能孤岛、多能联网模式,讨论了各种敏感性因素对容量配置和经济性的影响。仿真结果表明,实现全清洁供能需以经济性降低为代价,氢气价格和电解槽价格对系统的配置和收益影响最大。     

基于故障风险水平的海上风电场机会维护策略

海上风电场的维修费用占发电总成本比例较高,为降低海上风电场的运维成本,在基于可靠度阈值的机会维护策略基础上,针对风电机组子系统间存在的故障相关性与子系统故障风险水平,提出了一种包含故障风险水平、可靠度双阈值和维护矩阵的海上风电场机会维护策略。首先,采用故障链模型对风电机组子系统间的故障关系进行描述,并建立起风电机组各子系统的可靠度模型,引入多级维护的概念,提出考虑故障风险水平的风电场机会维护策略优化模型,采用粒子群算法对子系统机会维护的风险因子进行优化,进而确定单台机组的维护策略。其次,综合考虑了海上可及性、备件库存等因素,提出了一种基于维护矩阵的海上风电场维护策略优化模型,该模型以单位时间总维修成本最小为目标函数,根据子系统的备件库存和故障风险水平来对维护策略进行动态调整。最后,以某海上风电场中单台风电机组为例,考虑故障风险水平的机会维护策略比传统机会维护策略可降低27%的费用率,并分析了可及率、多级维护等因素对风电场机会维护策略的影响,验证了基于故障风险水平的海上风电场机会维护策略在降低维护费用方面的有效性。     

免维护蓄电池在运行中的维护方法

针对河津电厂使用的德国阳光免维护电池及其它电厂的免维护电池在运行中出现的问题，从运行的角度，介绍了几种日常工作中的维护方法，主要有：充电电压的整定、环境温度对充电电压的影响、蓄电池的检测、充放电维护等。使其在运行中少出问题，延长寿命，更好地服务于电力系统。     

英国电网新接入2座海上风电场

英国林肯郡的Lynn和Inner Dowsing处的2座海上风电场各装有27台风电机组，距海岸大约5km，由西门子公司输配电部以交钥匙工程方式完成．耗资1700万欧元。这2座风电场将由英国电力与天然气供应中心可再生能源有限公司运营。作为合同的一部分．西门子公司还将为其建设33kv／132kV变电站．使这2座风电场与英国电网相连。从海上风电场到变电站将铺设33kV电缆。西门子公司还负责33kV海上电缆网络的设计及中压开关站的建设。有6条主要配电回路．每条连接9台风电机组．将电力送入变电站．电缆铺设计划在2007年3月完成。变电站装有2台106MVA变压器．其设计特性专门用于风电连网。     

海上风电维护检修的内容及维检

要使海上运维成本降低,就需要全面优化与完善运维措施.海上风电运维的关键以及主要工作量在风机本体,因此主要针对风机本体的维护检修内容及需求进行归纳,并针对阳江的具体情况进行实况分析,得到了一些有价值的结论,这些结论对于海上风电维检有一定的指导意义。     

基于状态自适应评估的海上风电机组预防性维护策略

针对海上风电机组对故障特征的增量式学习及主动维护的问题,提出了一种基于状态自适应评估的海上风电机组预防性维护策略。首先,采用非正态总体假设检验量化机组实时状态与典型状态的信息差异,通过增量字典学习捕捉机组典型状态特征,基于支持向量机构建了机组状态自适应评估模型。然后,结合部件有效役龄,以机组状态概率向量为决策依据、单次维护费用最小为目标,优化部件维护策略。同时计入部件成组时由于提前或延迟维护的损失,以维护总费用最小为目标、日维护时长为约束,建立了基于状态自适应评估的海上风电机组预防性维护模型。最后,以某海上风电机组为例,验证了所提维护策略的有效性,分析了维护次数、可及性对维护策略的影响。     

考虑可及性的海上风机综合维护策略

可及性是海上风电机组运行维护的关键因素之一。构建了考虑可及性的海上风机综合维护策略模型。首先采用马尔科夫法描述风速等,进而分析风速、维护持续时间对可及窗口等待时间的影响。考虑到海上恶劣气候条件易导致风机故障率不稳定,构建截尾数据下威布尔比例失效模型描述风机故障,结合状态检修的采集数据绘制状态检修阈值曲线。同时以海上风机总维护费用最小、可靠度最大为目标优化维护策略,得到最优的预防性更换周期和非等周期不完全维护的时间间隔。最后,以某海上风机为例,验证了该维护策略的正确性和有效性。     

储能电站与海上风电场联合运行控制策略研究

储能电站及其优化控制方法对海上风电场的安全经济运行具有重要意义.结合锂电池储能系统,提出一种 储能电站与海上风电场联合运行的优化控制方法.首先阐述储能系统结构及其对海上风电功率波动的调节作用,并基 于锂电池的等效电路模型,利用开路电压法估算锂电池的荷电状态.通过建立计及海上风电功率波动的储能系统出力 目标函数,提出储能系统与海上风电场联合运行的优化控制方法.算例结果表明储能系统对海上风电功率波动具有良 好的调节作用.     

考虑受端电网运行安全的台风条件下海上风电场协调运行策略

台风是导致海上风电大规模脱网的重要因素，极易造成受端电网的严重供需失衡，进而影响区域电力系统的安全稳定运行。因此，首先针对实际台风路径，建立了基于Rankine漩涡模型的台风数学模型，并提出了减缓风力骤降影响的方法；随后，充分考虑受端电网的运行安全需求，提出了含储能的海上风电场协同运行策略，以系统安全性、稳定性和运行经济性为目标，综合考虑弃风量和储能调节能力等因素，对海上风电的弃风量进行了优化；最后，对含储能海上风电接入的受端电网系统进行了仿真分析，结果表明该策略在保证受端系统安全性和稳定性的同时，可最小化海上风电场的运行成本。     

提高海上风电场经MMC联网系统故障穿越能力的柔性泄能电阻控制策略

离岸较远的海上风电场经模块化多电平换流器型高压直流(modular multilevel converter high voltage direct current,MMC-HVDC)联网较交流联网有技术优势,但直流系统会因电网扰动而闭锁,影响风电功率外送。为提高直流系统抗扰动能力,构建了一种提高风电场经直流联网系统低电压故障穿越能力的柔性泄能电阻方案,具有对风电运行工况和故障强度的广泛适应性。研究了风电运行工况及故障强度对直流系统闭锁的影响,提出了系统的故障穿越安全域。分析了泄能电阻阻值设计原则,给出了柔性泄能电阻阻值的边界。设计了适用于不同风电运行工况的柔性泄能电阻投切控制策略。仿真结果表明:柔性泄能电阻控制策略可以在不同风电运行工况和故障强度条件下有效防范直流系统的闭锁,改善海上风电场经MMC-HVDC联网系统运行的安全性。