风电机组的功率曲线验证方法研究

功率曲线是风电机组发电能力的重要指标。本文讨论了功率曲线验证的必要性,并且提出了一种利用实测功率曲线与年发电量的相关性来考核厂家提供功率曲线是否达标的方法。以典型风电机组为例进行了研究分析。     

风电机组功率曲线建模方法对比研究

风电机组功率曲线是风电机组重要的性能指标,表征了机组的实际运行状态。准确的实测风电功率曲线可以为风电机组性能评估、风电功率曲线监测、风电功率预测、风电场数值建模等工作提供重要的参考依据。但采用耗时的功率曲线建模方法会花费大量的建模时间,从而影响建模效率。文章从功率曲线建模的数据筛选和功率曲线拟合入手,选取耗时较短的二维核密度估计模型筛选风速功率散点集中区域内的正常运行数据,并选用5种功率曲线拟合方法对正常风速功率数据进行拟合。5种模型的建模精度和建模效率对比分析表明,多项式拟合方法原理简单,拟合速度最快,且拟合精度较高,比较适用于实际功率曲线的建模工作。     

风电机组实际运行功率曲线影响因素分析

本文对风电机组在运行过程中形成的实际运行功率曲线的主要影响因素进行分析,如:气象和环境条件、风电机组排列、对风偏差、机型、统计方法及采样修正等,从而阐述了标准功率曲线(合同功率曲线)与实际运行功率曲线产生偏差的原因,以此消除从业人员在风电机组功率特性曲线的认知方面存在的诸多误解,从而减少在风电场运营和质保交机时可能产生的不必要的纠纷。     

基于性能可靠性的风电机组功率曲线评定新方法

针对在实际风电机组验收过程中基于功率曲线的考核评估非常困难的问题,利用中央监控系统的机组运行数据,进行了运行功率曲线的测量,并基于性能可靠性理论,根据制造商承诺功率曲线性能,构建了基于性能可靠度的功率曲线评估方法.利用该方法对北方某风电场5台机组的功率曲线进行了评估.结果表明:5台机组中,6号机组的可靠性最高,4号机组的可靠性最差;该方法评估准确、简单实用,为工程中功率曲线的评价提供了参考.     

基于实时功率曲线的风电机组出力特性研究

基于实时功率曲线对风电机组出力特性进行分析,主要通过采集风电机组风速、功率、可靠性状态、大气压力、环境温度等历史数据进行过滤修正,计算出能够反映风电机组真实出力情况的实时功率曲线,并与出质保检测功率曲线进行对比,最后结合功率一致性系数对风电机组出力特性进行评价。找出性能下降比较严重的风电机组并及时整改,进而提高风电机组的发电能力。该方法不仅能够在线评价风电机组的性能优劣,且适用于各类型风电机组,具有广阔的应用前景。     

风切变对风电机组测试功率曲线及发电量的影响

以2 MW风电机组为研究对象,评估了风切变效应对输出功率及年发电量的影响。用三级Taylor展开式描述风切变指数近似模型,通过模型分析了风速、风电机组结构参数、风切变之间的关系。通过现场试验,测试并计算了不同风切变条件下风电机组的功率曲线。结合试验场地测风塔年风频数据,分析了风切变对机组年发电量的影响。结果表明：当风切变指数大于0.25时,风电机组的功率曲线及发电量降低较为明显。     

基于机组来流等效风速计算的风电机组功率曲线修正

风电场功率曲线为工程中常用来描述机舱风速和输出功率之间关系的曲线,与厂商提供的理论功率曲线存在一定的差异。文中根据机舱测风仪的测风误差,提出了一种利用风电机组运行参数来反向迭代计算来流等效风速,拟合其与机舱风速的函数关系,并对理论功率曲线进行修正得到的机舱风速-功率曲线的方法。通过某电站的运行数据来推导来流风速,拟合来流风速与机舱风速间关系,并修正原功率曲线得到机舱风速-功率实际运行曲线,再将得到的机组功率指令来指导机组发电,从而降低机舱风速与来流等效风速存在偏差的影响,提高风电机组的发电效率。     

风电机组的功率模糊控制系统研究

变桨距风电机组是一个高阶、非线性、强耦合、多变量时变的系统,其控制系统是综合性控制系统。在额定风速以上采用功率反馈的模糊控制策略,通过对桨距角的控制,改变气流对叶片的攻角,使风力机吸收的风能在一个相对的稳定值,从而实现发电机恒功率输出。仿真结果表明,模糊控制方法更具优越性,在风力发电系统中能取得较好的控制效果,系统具有较强的抗扰性和快速性。     

边界层气象对风电机组功率特性的影响研究

边界层气象因素对运行过程中的风电机组性能和表现具有重要影响。文章利用激光雷达设备对某大型风电场开展了气象观测,针对不同湍流、风切变、日变化和降雨情况下风电机组的功率特性进行了研究。研究结果表明:高湍流在切入风速和额定风速左右会提升或降低机组的功率曲线,并增大输出功率的离散性;高切变在切入风速和额定风速左右均会提升机组的功率曲线,并减小输出功率的离散性;边界层的湍流和风切变等气象要素存在显著的日变化规律,并影响风电机组的功率曲线和输出功率的离散性,表现出日夜不同;降雨天气与非降雨天气相比,总体上提升了机组的功率曲线,并增大了输出功率的离散性。文章的研究结果可为风电项目评估发电量、风电场功率预报等工作提供参考。     

基于优化的VMD融合信息熵和FA_PNN的风电机组齿轮箱故障诊断

针对风电机组齿轮箱在故障信号处理、特征提取和故障诊断存在的问题,提出一种基于优化的变分模态分解(VMD)融合信息熵和萤火虫优化的概率神经网络(FA_PNN)的风电机组齿轮箱故障诊断方法.首先利用皮尔逊相关系数法来确定VMD的分解数量和惩罚因子,并利用VMD分解齿轮箱振动信号获取多个固有模态分量,在此基础上融合时域、频域...     

基于风电机组可靠性的风电场平准化成本模型研究

考虑综合风电场总体运行成本、风电机组可靠性及风电场发电量等多个维度,从风电场全生命周期视角出发,建立基于风电机组可靠性的风电场平准化成本模型,并通过算例分析得出,提升风电机组可靠性可降低风电机组的故障维护成本,提高风电场运行小时数,进而降低风电场平准化成本。在此基础上测算当前阶段风电实现平价上网需达到的利用小时数,最后给出促进风电发展的合理化建议。     

基于等效风速的风电机组参数对输出功率波动和功率损失特性的影响

以大型三叶风电机组为例,研究发电机组参数对输出功率波动及功率损失的影响.首先建立包括风剪切和塔影效应的等效风速模型,推导输出功率和功率系数的数学模型,研究叶轮半径、塔筒高度、塔筒直径和叶片到塔筒中线的悬垂距离等相关参数对功率波动的频率、幅值、波长、波动区域等特性影响规律.然后建立功率损失的数学模型,研究风电机组参数通过...     

基于多层深度互信息变分网络的风电机组轴承故障预警方法

针对变工况复杂环境下风电机组轴承的早期故障潜隐性高且故障阈值设置困难的问题,提出一种基于多层深度互信息变分网络的轴承故障超前预警方法。该网络在变分自编码器的架构上进行多层编码拓展,采用解码信号的二次编码增强了变分网络对输入信号中噪声的鲁棒性,通过隐层变量与输入信号间最大化互信息以及与二次编码特征间的最大化互信息,提高了网络对轴承正常状态空间的建模能力。以二次编码特征与隐层变量的重构误差为基础,构建健康指数,结合三次递推指数加权移动平均模型设置与风电机组轴承工况环境相适应的健康基线。在2个风电机组轴承故障检测试验中的应用结果表明,该方法对比传统的基于模型重构的轴承早期故障检测方法,具有更高故障预警准确率和抗干扰能力。     

限功率控制下风电机组叶片疲劳损伤研究

基于叶素-动量理论计算风电机组叶片气动载荷,建立其疲劳载荷模型;将叶片简化为悬臂梁,采用雨流计数法、Goodman经验公式和Miner线性累计损伤理论计算风力机叶片疲劳损伤和等效疲劳载荷;根据2种限功率控制策略计算不同限功率水平和湍流强度下风力机叶片单位时间的疲劳损伤量,分析限功率运行工况对叶片疲劳损伤的影响。结果表明,新型限功率控制策略可减少变桨系统的动作频率和动作幅度,但其稳定运行状态对叶片的疲劳损伤量大于传统限功率控制策略。最后通过三维函数拟合得到疲劳损伤函数,可应用于限功率条件下风电场优化调度。     

基于二阶滑膜-PID控制的风力发电机最大功率跟踪策略研究

针对风电机组最大功率跟踪(MPPT)及其控制过程稳定性需求,该文提出一种二阶滑膜-PID(PSOSMC)最大功率跟踪控制策略.为了实现对发电机转矩的稳定控制,通过结合二阶滑膜控制策略与PID控制,由比例积分导数(PID)构建滑模面进而推导出转矩控制律,建立基于PID滑模面的二阶滑膜控制系统模型,并利用Lyapunov稳...     

基于熵权TOPSIS模型的风电光伏发展潜力评估

当前中国新能源（特别是风电与光伏）发展存在宏观引导与长期规划不足的现象。如何准确地评估我国各地区的风电光伏发展潜力,从而科学地指导新能源健康有序发展是亟待解决的问题。为此,提出一种基于熵权TOPSIS的风电光伏发展潜力评估模型。首先,在考虑中国风电光伏能源发展特点与主要矛盾的基础上,构建风电光伏发展潜力的评估指标体系,并提出基于熵权法TOPSIS的风电光伏发展潜力评估模型;然后,使用该模型对中国31个地区的风电光伏发展潜力进行评估与分析;最后,根据各地区的评估分析结果与风电光伏发展特点,提出针对性的发展建议。     

基于灰色关联分析的BSO-ELM-AdaBoost风电功率短期预测

提出基于灰色关联分析与自适应提升的天牛群优化极限学习机风电功率短期预测方法.首先,利用灰色关联分析构建训练样本集,提高历史数据与预测日时间尺度上的信息关联度.在此基础上,利用天牛群算法优化极限学习机,为极限学习机寻找最优权阈值,提高其泛化能力.最后,引入集成学习理念,通过自适应提升算法学习组合多个极限学习机弱预测器,对...     

基于DSVPWM的PMSG并联型GS-NSC研究

为提高九开关变换器直流侧电压利用率,减少开关损耗,采用一种不连续空间矢量脉宽调制（DSVPWM）,同时将九开关变换器用于直驱式永磁同步风力发电机（PMSG）网侧构成并联型网侧九开关变换器（GS-NSC）。在对并联型GS-NSC控制策略、故障穿越方案进行理论分析的基础上,建立PMSG并联型GS-NSC仿真模型,设计多种电网电压故障工况对其进行仿真研究。结果表明,在电网电压正常工况下,并联型GS-NSC可维持电网电流的正弦波特性。在电网电压跌落工况下,并联型GS-NSC可向电网注入无功电流辅助电网电压的恢复,并通过提升并网电流幅值减少卸荷电路的功率损耗,降低PMSG散热负担。在电网电压骤升工况下,并联型GS-NSC可动态分配直流母线电压,避免因直流侧过压而导致PMSG退出运行。     

基于S-SLLE的风电机组齿轮箱故障诊断方法研究

针对风电机组齿轮箱结构复杂、受交变载荷和恶劣工作环境影响容易出现故障导致停机的问题,提出基于统计学K-均值聚类理论的统计型监督式局部线性嵌入流形学习(S-SLLE)特征维数约简方法,首先通过对齿轮箱振动信号时频域故障特征提取,剔除冗余特征向量,减少诊断模型的复杂度和计算量,再利用RBF核支持向量机分类器建立诊断模型,对...