菲尼克斯电气风机主控系统顺利通过低电压穿越测试

2012年10月,采用菲尼克斯电气主控系统的国电联合动力1.5MW风力发电机组,在内蒙古赤峰市科环大于营风电场顺利通过中国电力科学研究院的低电压穿越测试,各项指标满足且优于国家标准GB/T 19963-200《风电场接入电力系统技术规定》对低电压穿越测试能力的要求,成功地获得国家电网风机并网准入许可。测试严     

风电场分布式SCADA系统设计与研究

面向湘电风能XE72风力发电机组,提出了一套风电场分布式SCADA系统构建方案.实现了多个用户对风电场风机状态在线实时监测以及对风机设备的远程故障诊断和维护.通过构建多个RTU服务软件,实现对风机的分组监测与管理:通过系统时间同步,实现了风电场各个设备单元之间的时间统一.保证了监测数据的时间一致性.经过实际应用.该方案完全满足风力发电场的现场监测与维护需求,适合于大型风电场的构建和运营.     

双馈感应风力发电机实现LVRT控制策略研究

根据最新的风电场接入电网规定,在电网发生故障情况下风力发电机组应能保持与电网的连接。电网电压跌落是电网故障常见的形式之一,所以如何提高双馈感应风力发电机组低电压穿越能力成为了当今风电技术的研究热点。本文根据低电压穿越技术的基本原则,通过改进转子侧的控制策略和增加保护电路的方案来实现低电压穿越技术。通过仿真研究表明,改进的控制策略可以有效的抑制转子侧过电流,能够有效的提高双馈感应风力发电机在故障期间的低电压穿越能力。     

基于距离和节点能量的源位置隐私保护方案

针对无线传感器网络源节点位置隐私保护中源节点安全时间较短这一问题,提出了一种基于距离和节点能量的无线传感器网络源节点位置隐私保护方案(SLPDNE:source-location privacy protection scheme based on distance and node energy)。该方案通过在网络中源节点可视区外随机选择幻影节点的方式,避免了失效路径产生且使得幻影节点分布具有地理位置的多样性。随后在源节点至幻影节点路由路径中,以节点能量和距离信息作为计算依据,选择能量充足且与幻影节点距离较近的节点作为下一跳路由节点,在源节点和幻影节点之间形成分散路由,避免了能量较少节点被选择的情况,增加了路由路径的多样性和动态性。理论分析和实验结果表明,该方案能够在不明显增加网络能耗的情况下,有效地延长源节点安全时间,增强网络中源节点的位置隐私保护能力。     

双馈风电机组低电压穿越能力的应用研究

近几年来,风电机组容量快速增长,为了维持电力系统的安全稳定运行和保证风电场并网安全,对风电场提出低电压穿越的要求是必要的。低电压穿越要求是电力系统功率平衡与频率稳定的需要,也是局部电网电压稳定及电压恢复的需要。为最大限度减少大规模风电接入系统对电网的影响,对风电机组提出了更高的要求,即风电机组具有一定的低电压穿越能力。介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构,建立了双馈风电机组动态数学模型。以Matlab/Simulink为仿真应用平台搭建了系统仿真模型,结合风电场低电压穿越能力要求的相关标准规定,针对不同电网电压跌落的情况下,仿真应用研究了变速恒频风电机组的低电压穿越能力,仿真结果表明:双馈风电机组在电网电压跌落时满足继续并网运行的条件,且为电网电压恢复提供了无功功率,提供的无功功率大小与电网电压跌落程度有关。     

静止无功发生器在风电场电网中的应用研究

分析并比较了晶闸管控制电抗器型无功补偿装置和静止无功发生器的动态响应时间和谐波特性,得出静止无功发生器动态响应速度更快、谐波含量更低的结论;对静止无功发生器在风电场电网正常运行和发生三相接地短路故障时的应用情况进行了仿真研究,结果表明,静止无功发生器可在风电场电网正常运行时降低输电线路损耗、抑制并网点电压的波动和闪变,在电网发生短路故障时增强风机低电压穿越能力;在某风电场通过断开静止无功发生器端子排上330kV母线PT空气开关来模拟电网三相接地短路故障,测试结果证明,静止无功发生器能够在较短的时间内达到最大容性无功输出,提高了电网运行的稳定性。     

海上风电场虚拟电子围栏技术的研究与应用

海上风电场在基建期与运维期,各类船舶随意的抛锚对风机、海缆的安全造成极大隐患,而风电场离岸距离远,环境恶劣,人员出海受到各类因素的制约。针对这些问题,提出海上风电场虚拟电子围栏技术,将海面超视距通信原理应用到实际工程,结合海上风电场数字化模型可以立体形象展示风电场升压站、风机及虚拟的电子围栏。在工程实践中对风电场及海缆周边划分虚拟电子围栏,对风电场周边往来的船舶严密监控,解决船舶抛锚对风机、海缆造成的安全隐患,全天候保障海上风电场的基建期与运维期安全。船舶在风电场周边抛锚、穿越,可以导出包含船舶MMSI(海上移动业务识别)在内的闯入记录,极大减少人员出海需求,减少风电场运维成本。     

炼油催化裂化主风机组控制系统原理及技术

通过对炼油催化裂化主风机组控制技术,包括硬件及软件的现状和发展情况的调研,对机组的控制和联锁保护要求作了详细分析,并提出应用一体化综合控制系统TS30 0 0完成主风机组全部控制和保护功能的技术方案。     

大型风电并网的现状与分析

随着能源结构的改变,越来越多的风力发电机组接入电网。但是,风电出力具有随机性和波动性,大量的风电接入电网为其发展带来一系列的挑战,比如调峰、调频难度增大,电网运行控制困难,局部电网接入能力不足,电网稳定风险增大等。分析了风电机组接入系统后给电网造成的影响,并针对这些影响,论述了目前风机发电接入电网所需要解决的技术问题,考虑了风电场联网的方式和输电规划、风电场联网对电网的友好支持、风电场调度、低电压穿越、无功控制调节、风电场及电网储能、风电场发电计划、风能占电网规模的比例和影响、风电电能质量等多方面的技术问题,为解决风力发电机组大规模接入系统提供了参考依据。     

风电场并网多无功源协同电压控制策略仿真

为解决风电场并网点电压波动问题,减少动态无功设备的投资成本,在研究双馈风机的稳定运行约束条件和控制方法的基础上,提出一种协调双馈风机、静止无功发生器与电容器组的三阶段电压控制策略。第一阶段充分利用双馈风机自身的无功输出能力实现无功就地平衡。第二阶段考虑各无功源的响应能力和响应速度,控制静止无功发生器、电容器组与双馈风机协调响应无功需求。第三阶段利用电容器组的基础无功置换静止无功发生器的动态无功,以应对下一次扰动。基于DIgSILENT平台搭建风电场并网模型,仿真结果表明,所提策略在维持并网点电压稳定的同时,能够提高风电场的动态无功储备,降低动态无功设备投资成本,提高风机利用效率。     

基于SVG的风电场接入局域电网的电压稳定性分析

研究了用静止无功发生器(SVG)改善基于双馈感应发电机组的风电场的暂态电压稳定性。在DIgSILENT/PowerFactory中建立了双馈感应发电机组及SVG控制模型,通过包含风电场的电力系统仿真,验证了SVG对风电场暂态电压稳定性的作用。仿真结果表明,SVG能够有效地帮助风电场在电网发生故障后迅速恢复电压,提高风电场的故障穿越能力,确保风电机组连续运行及电网安全稳定。     

理想电网条件下双馈风力发电系统低电压穿越技术的控制策略研究

随着风电在电网所占比例的不断增大,提高风机在故障条件下的不间断运行能力越来越重要。通过分析交流励磁变速恒频双馈风机的运行特点,建立双馈风力发电系统的并网数学模型;针对电网电压小幅对称跌落,在不增加硬件成本的基础上,改进传统双馈发电机矢量控制策略,加入前馈补偿项来抑制电压小幅跌落时转子中的过电流,提高双馈风力发电系统的低压穿越能力。在MATLAB/SIMULINK中验证控制策略的合理性,为以后深入研究双馈风力发电系统提供了基础。     

一种用于风力发电的电压跌落发生器

为了测试和研究风电系统的低电压穿越能力,需要利用一种电压跌落发生器模拟电网规范中的各种电网故障。本文给出了一种新型的低成本电压跌落发生器,利用可控器件IGBT在调压器的原、副边之间切换来实现电压跌落,并控制电压跌落的类型、深度、持续时间和起止相位。     

一种字符串近似匹配的安全查询协议

数据库中字符串近似匹配查询不能完全保护查询双方的隐私信息。针对该问题,提出一种对数据库中字符串数据的近似匹配查询协议。采用安全计算编辑距离协议、同态加密、茫然传输等安全技术,在有效保护查询双方隐私信息的情况下,实现对字符串近似匹配的查询,并分析该协议的正确性、安全性及复杂性,结果表明,该方案是安全有效的。     

计及电压质量的风电场无功主动控制策略研究

随着风力发电的快速发展,电网中风电场并网的数量及规模越来越大,但风电场功率的波动特性会给电网的电压质量及无功控制造成很大的不利影响。为保证风电并网后的电压质量在合格范围内,在对风电机组有功出力特性及无功调节特性分析的基础上,提出了一种新的风电场无功主动分层控制策略。第一层根据负荷预测和风电功率预测获得下一时段的无功功率...     

基于ETAP的海上风电场接入对电能质量的评估分析

由于海上风资源的多变性,以及风力发电机中存在较多的电力电子元器件,海上风电场并网后会产生电能质量问题。本文选取某海上风电场作为研究对象,基于风电场实际运行数据,参考国标规定,对该风电场的电能质量（电压偏差、电压闪变、电压波动、谐波）进行求解。基于风机的无功特性,本文对某海上风电场接入电网公用变电站的无功补偿容量进行研究。在电能质量计算与分析方面,参考相关规程规定,完成电压偏差、电压闪变、电压波动部分指标的限值与实际值计算,并进行对比;通过ETAP软件中的谐波分析模块,进行谐波模拟仿真,得到谐波指标的实际值,并与理论计算的限值对比。当谐波电流超出国家标准的时候,通过在母线接入单调谐滤波器的方法,进行谐波治理,达到电能质量相关要求。     

Performance Improvement of Various Types of Induction-based Wind Farms Using Center-node Unified Power Flow Controller

In this paper, we propose the use of center-node unified power flow controller (C-UPFC) for improving the performance of different types of wind farms and mitigating their negative impacts on the grid. C-UPFC is considered one of the modernist members on Flexible AC Transmission System (FACTS). C-stocktickerUPFC has the ability to control several system parameters; the active and reactive power at both ends of the interconnected transmission line and the voltage at the midpoint. Three different induction-based wind farms are considered; 1) Squirrel Cage Induction Generator (SCIG), 2) Doubly Fed Induction Generator (DFIG), and 3) a combination of SCIG and DFIG turbines, i.e., Combined Wind Farm (CWF). C-stocktickerUPFC is comprehensively modelled for the first time in MATLAB Simulink, then the performance of the three wind farms is assessed with and without this device during three phase faults. Probabilistic voltage stability index (Probabilistic VSI) is used to measure the stability of the studied systems. In addition, the performance of three wind farms integrated with C-UPFC is compared with their performance when they integrated with Static synchronous compensators (STATCOM). The results show that C-UPFC has the ability to enhance the performance of wind farms during the three phase fault. C-UPFC is capable to remain the connection between SCIG wind farm and the interconnected grid during the fault. The voltage of CWF is greatly enhanced in the case of using C-UPFC. C-UPFC also improves the output powers of DFIG and CWF, especially after fault clearance.     

Wind Farm Layout Design Using Cuckoo Search Algorithms

Wind energy has emerged as a strong alternative to fossil fuels for power generation. To generate this energy, wind turbines are placed in a wind farm. The extraction of maximum energy from these wind farms requires optimal placement of wind turbines. Due to complex nature of micrositing of wind turbines, the wind farm layout design problem is considered a complex optimization problem. In the recent past, various techniques and algorithms have been developed for optimization of energy output from wind farms. The present study proposes an optimization approach based on the cuckoo search (CS) algorithm, which is relatively a recent technique. A variant of CS is also proposed that incorporates a heuristic-based seed solution for a better performance. The proposed CS algorithms are compared with genetic and particle swarm optimization (PSO) algorithms, which have been extensively applied to wind farm layout design. Empirical results indicate that the proposed CS algorithms outperformed the genetic and PSO algorithms for the given test scenarios in terms of yearly power output and efficiency.     

Wind Farm Layout Design Using Cuckoo Search Algorithms

ABSTRACT

Wind energy has emerged as a strong alternative to fossil fuels for power generation. To generate this energy, wind turbines are placed in a wind farm. The extraction of maximum energy from these wind farms requires optimal placement of wind turbines. Due to complex nature of micrositing of wind turbines, the wind farm layout design problem is considered a complex optimization problem. In the recent past, various techniques and algorithms have been developed for optimization of energy output from wind farms. The present study proposes an optimization approach based on the cuckoo search (CS) algorithm, which is relatively a recent technique. A variant of CS is also proposed that incorporates a heuristic-based seed solution for better performance. The proposed CS algorithms are compared with genetic and particle swarm optimization algorithms which have been extensively applied to wind farm layout design. Empirical results indicate that the proposed CS algorithms outperformed the genetic and particle swarm optimization algorithms for the given test scenarios in terms of yearly power output and efficiency.