基于模型预测控制的半潜漂浮式风机协调控制方法研究

研究漂浮式海上风力发电考虑输出功率与机械载荷的协调控制，有助于提高深远海风机运行的经济性和安全性。为实现漂浮式风机的多目标控制，以NREL 5MW半潜漂浮式风机为研究对象，在Matlab/Simulink平台上设计并搭建增益调度多模型预测控制器(gainschedulingmulti-model predictive controller,GM-MPC)。基于各稳态工况下风机开环动态性能的分析以及模型线性化处理，建立半潜漂浮式风机控制模型，与高保真FAST模型仿真对比，验证了所建控制模型的准确性。在实现模型预测的基础上，根据实际风机工况和约束条件，以为减少功率波动、塔架载荷和执行器动作次数为目标，优化求解出每一时刻下的最优控制量，从而实现GM-MPC的滚动优化。为证明控制器的有效性，在多种风-浪联合载荷的工况下，与基于蚁群优化算法的独立变桨控制策略进行了对比实验。结果表明，所设计的控制策略使半潜漂浮式风机在满足功率平稳性的同时降低了机组的机械载荷，使其能适应深远海环境下的复杂运行工况。     

光伏和风力发电系统的动态建模分析研究

针对电力系统的运行特点,对光伏及风力发电系统的动态建模进行研究,旨在通过光伏发电系统以及风力发电系统运行状况的分析,确定动态化的运行分析方法,充分发挥电力系统的运行效果,满足发电系统与电网稳定交互及安全运行的需求。     

风力发电机组偏航电机选型优化方法探究

为了使风力发电机组偏航系统驱动电机的选型准确合理,也为了揭示偏航电机在超过截断值外载后的运行情况,文章提出了一种基于偏航电机特性(扭矩-转速)曲线和外载时间序列的仿真模拟方法,并用该方法定量地分析了3类工况下普通型和高海拔型两款偏航电机的运行情况。3类工况如下:(1)在额定转速下,偏航电机经历大于截断值外载,且逆风偏航;(2)偏航电机由静止开始启动时,经历大于截断值外载,且逆风偏航;(3)在额定转速下,偏航电机经历大于截断值外载,且顺风偏航。研究结果表明,在某些工况下,所选两款偏航电机会出现短时间的堵转运行或反拖运行问题。文章所提出的仿真方法,可为偏航电机的精细化选型提供定量参考,也可作为检验截断值外载是否合适的评判方法。     

考虑尾流效应的风电场减载出力优化控制

在高风电渗透电力系统中,风电场参与系统调频普遍忽略了尾流效应对风电机组出力的影响。文章提出了一种考虑尾流效应的风电场减载出力优化控制方案。首先,采用改进Jensen尾流模型,给出了任意风向的尾流区域划分方法;其次,在满足系统调频需求的前提下,以风电场有功出力最大为目标,对风电场功率分配进行优化;然后,针对不同风速区间设置了相应的优化控制方案,并给出方案的具体实现方法;最后,以江苏某海上风电场为例进行算例仿真,算例结果表明,所提方案可有效地提高风电场整体出力。     

基于遗传萤火虫算法的含风电电力系统机组组合研究

随着风能资源的广泛应用,机组组合问题求解愈显复杂。以减少煤耗费用提高系统经济性为目标,提出一种采用遗传萤火虫算法求解含风电电力系统机组组合问题的新方法。引入遗传算法双矩阵通路判断及约束修复策略,提高了初始解生成质量及产生速度;再利用萤火虫算法求解连续负荷经济优化分配,给出自适应交叉概率,从而提高了算法的收敛速度。应用所提算法对经典10机系统优化仿真表明,与其他算法相比,该方法能合理安排机组组合,提高系统供电的经济性,具有较好的实用价值。     

基于成本和效益的风电提供旋转备用服务定价模型

大规模风电接入给电力系统运行带来很大的不确定性,为维持系统的稳定,保证和扩大风能渗透率,风电提供备用变得至关重要。为调动风力发电企业参与旋转备用服务的积极性,须对其提供补偿。合理的旋转备用定价可以引导风电场和用户合理决策,提高电网运行经济性。基于成本和效益评估的备用服务定价方法,结合我国初级电力市场的情况,提出了风电提供旋转备用服务的机会成本、系统失负荷价值及系统可靠性指标相结合的定价模型,最后通过算例分析验证了上述模型的合理性与有效性。     

海上风力发电复合筒型基础拖航稳性研究

  目的  海上风力发电复合筒型基础作为一步式运输安装技术的基础，已经广泛用于海上风电的发展。文章主要研究内容为保证复合筒型基础在施工过程中的稳定性。  方法  通过一步式运输安装船运输现场实验，对江苏响水25#风电整机施工过程中塔筒、叶片吊装以及拖航过程进行实时监测。  结果  结果显示，塔筒、叶片吊装过程中复合筒型基础倾角较小；拖航过程中船筒间相互作用力、横纵摇角以及筒内液封高度均满足要求。  结论  表明塔筒、叶片吊装过程中，复合筒型基础具有良好的稳定性；拖航过程中，运输船与复合筒型基础紧密贴合，能保证运输过程中整体结构的稳定；并且复合筒型基础在拖航过程中能够提供稳定的浮力。