引入模型定阶的ARMA模型在风力发电系统风速仿真中的应用

对于风力发电系统来说,研究的基础就是能否仿真出与自然界比较一致的风速序列。在已知VonKarman功率谱密度函数的情况下,选择利用自回归滑动平均(ARMA)模型来仿真风速。首先进行模型定阶工作,这样得到的ARMA模型阶数更为符合Von Karman谱。在得到了满足可逆性和稳定性条件的模型系数后,建立起短期风速模型。通过对ARMA模型仿真结果的分析,并与已有的风速模型进行比对,结果表明,该模型能够产生满足研究需要的风速序列。     

飞轮辅助的风力发电系统功率和频率综合控制

参与电网频率控制是并网运行发电机组应有的功能。该文在分析风力发电对电力系统运行影响的基础上,提出了一种用飞轮辅助风力发电的方案,研究了风力发电-飞轮系统功率和频率综合控制方法,建立了相应的Simulink仿真模型,用实际风速对飞轮平稳风力发电机输出功率波动、参与电网频率控制进行了仿真。结果表明,在飞轮辅助下,风力发电-飞轮系统可以按要求输出平稳的功率,并且可以像传统发电机组一样参与电网频率控制。     

基于自回归法的风电场脉动风速模拟

脉动风速模型主要反映脉动风速的位置分布和时间变化特性,其对整个风力发电机组与电网的运行状态有重要影响,是风力发电仿真研究的基础。文中根据风力发电机的结构特点与脉动风的特性,利用自回归法建立了具有一定功率谱密度特性的脉动风速模型,利用Matlab进行了仿真模拟。仿真结果表明：在工程精度范围内,文中风速模型较好地反映了脉动风的特性,满足了工程应用要求。     

风电系统在变风速条件下的并网运行仿真研究

介绍了当今国内外风力发电发展状况和风力发电机组并网后对电力系统的影响.阐述了变速风电机组并网后动态特性的重要性,同时利用仿真软件构建了基于变桨距风机并网风电场动态仿真模型,并对此风力发电系统在风速扰动情况下的运行状态进行了动态仿真.仿真结果表明,变风速使风机输出有功功率、无功功率会出现低频率不等幅震荡,会对系统电压、功...     

基于RT-LAB兆瓦级PMSG实时仿真及最大功率跟踪

为了充分利用风能,对风力发电系统最大功率点跟踪(MPPT)进行了研究,基于RT-LAB实时仿真平台搭建了2.5MW直驱式永磁风力发电系统仿真模型,对不同风速条件下,直驱式永磁风力发电系统工作情况进行了实时仿真实验,根据实验结果分析了不同风速下最大功率跟踪的特性,研究结果表明:基于RT-LAB建立的2.5MW永磁直驱风力发电系统实现了最大功率跟踪。     

用实测风速校正的短期风速仿真研究

风速仿真是风力发电研究的重要手段之一。该文简述了风特征研究概况,建立了基于Kaimal风速功率谱的短期风速仿真模型;将仿真风速与实测风速时间序列做对比,发现仿真结果总体性态良好,但无法反映被仿真场址的特定风速变动规律。因此,进一步提出了用实测风速校正仿真风速的方法,校正后的仿真风速不仅总体性态良好,而且能很好地反映被仿真场址的特定风速变动规律。该文的短期风速仿真方法可以用于短期风速预测、风轮机动态仿真、风力发电控制与电能质量分析等风力发电仿真研究,也可以用于其它风工程、信号分析等领域的仿真研究。     

基于模糊PID的离网型风力发电系统功率控制

对离网型风力发电系统的结构特性进行了分析,提出不测量风速及不使用机械传感器,利用模糊PID控制器实现系统在不同工作模式下的功率控制.在额定风速以下,采用最佳功率给定法进行最大功率追踪和负载跟踪控制;在额定风速以上,利用耗能负载卸荷和机械折尾翼限速相互结合,限制系统功率输出.仿真结果表明,该方法能够实现离网型风力发电系统在工作风速范围内的最佳功率输出.     

非并网风力发电系统飞轮储能控制策略

大规模非并网风力发电避开了风电并网的技术难题。针对大规模非并网风力发电系统,提出一种飞轮储能系统辅助的风力发电方案,研究了飞轮储能系统对于非并网风力发电系统直流母线电压和输出功率的控制方法,建立了相应的Simulink仿真模型,用模拟实际风速对飞轮储能系统平稳非并网风力发电系统输出功率进行了仿真。结果表明,在飞轮储能系统的辅助下,非并网风力发电机组可以按要求输出功率曲线以满足负荷需求,并在直流母线发生故障时,飞轮储能系统加速输出所储存的能量以稳定整个风力发电机组-飞轮储能系统输出功率。     

最大风能转换模糊控制系统仿真研究

风力发电机组是复杂的多变量非线性系统,受外部干扰严重,具有强耦合与强时变性,为此,为了更加方便的进行控制,本文设计模糊控制器。首先建立风力发电系统仿真模型,使得在额定风速以下时,根据风速变化,控制电机转速获得最佳叶尖速比,实现跟踪最大功率的目标;在额定风速以上时,控制风轮的桨距角以调节风能利用系数,实现风力发电机组的恒功率输出。最后通过Matlab/simulink仿真,对所设计的模糊控制器进行仿真研究。     

基于Matlab的小型风力发电系统仿真分析

在分析目前小型风力发电系统缺陷的基础上,建立了包括不可控桥式整流器和Buck变换器的系统Matlab仿真模型,计算得到了包括斩波器的特性、发电机在不同风速下的功率输出以及发电机输出功率和转速的对比仿真结果。     

风电场风速和发电功率预测研究

风速预测对风电场和电力系统的运行都具有重要意义。对风速进行比较准确的预测，可以有效地减轻或避免风电场对电力系统的不利影响，同时提高风电场在电力市场中的竞争能力。基于时间序列法和神经网络法，该文对风速预测进行了研究，提出了预测风速的时序神经网络法。该方法用时间序列法建模，得到风速特性的基本参数，并用这些参数选择神经网络的输入变量；为了提高预测精度，提出了滚动式权值调整手段。该方法有效地提高了风速预测的精度。     

A meteorological information mining-based wind speed model for adequacy assessment of power systems with wind power

Accurate wind speed simulation is an essential prerequisite to analyze the power systems with wind power. A wind speed model considering meteorological conditions and seasonal variations is proposed in this paper. Firstly, using the path analysis method, the influence weights of meteorological factors are calculated. Secondly, the meteorological data are classified into several states using an improved Fuzzy C-means (FCM) algorithm. Then the Markov chain is used to model the chronological characteristics of meteorological states and wind speed. The proposed model was proved to be more accurate in capturing the characteristics of probability distribution, auto-correlation and seasonal variations of wind speed compared with the traditional Markov chain Monte Carlo (MCMC) and autoregressive moving average (ARMA) model. Furthermore, the proposed model was applied to adequacy assessment of generation systems with wind power. The assessment results of the modified IEEE-RTS79 and IEEE-RTS96 demonstrated the effectiveness and accuracy of the proposed model.     

风电场发电容量可信度研究

风力发电对电力系统发电可靠性具有一定贡献，如何衡量风电场的发电容量可信度是电力系统规划和评估风电场所必须解决的关键问题之一。文中建立了基于蒙特卡罗仿真的风电发电容量可信度的评估框架。风力模型、风机模型以及风电场模型构成了该体系的基础，其优点在于可以考虑不同风电场之间的内在关联特性。在此基础上利用可靠性指标，以风电场可替代的常规发电机组容量与风电场额定容量的比值作为定义考察了风电场的发电容量可信度，提出了多风电场系统风电容量可信度的计算方法。可靠性标准算例的仿真计算结果证明了所提出的评估体系的正确性和实用性。     

变速恒频风力发电机组建模与仿真

建立了包含风力机、双馈发电机及发电机电气控制部分的变速恒频风力发电机组的整体动态数学模型；以该数学模型为基础应用MATLAB软件搭建了用于研究变速恒频风电机组和固定转速风电机组并网特性的数字仿真工具。并以风速发生阶跃变化及风速发生不规则扰动为例，仿真比较了具有相同参数的变速和固定转速的风电机组相应物理量的响应特性。仿真结果表明了所建模型的正确性及变速恒频双馈电机具有良好的动态特性。     

异步风力发电系统动态稳定性分析的数学模型及其应用

分析了异步风力发电系统的特点,介绍该系统各部分模型的结构,根据风速变化的异步风力发电系统动态稳定性分析的需要,建立了在一定程度上反映风电场实际风速变化的风速时空模型。由于风力机与发电机的柔性连接,使得风力机动态数学模型大为简化,取适当的惯性时间常数,风力机可用一阶惯性环节表示。     

交流励磁变速恒频风力发电系统控制策略的仿真研究

介绍了交流励磁变速恒频（Variable Speed Consrant Frequency，VSCF）风力发电系统运行的基本原理及发电机的定子磁链定向矢量控制技术。在此基础上，以Matlab／Simulink为工具，建立了系统仿真模型，进行了发电机空载运行、并网、有功、无功功率独立调节、最大风能捕获运行等工况的仿真研究，仿真结果证明理论分析正确，对系统的实验研究具有一定的理论指导意义。     

基于RVM与ARMA误差校正的短期风速预测

为提高风速预测的准确性,提出了基于相关向量机(RVM)与自回归滑动平均(ARMA)误差校正的风电场短期风速预测算法。该算法首先在RVM的基础上,建立了影响因素与未来24小时风速的非线性模型,并采用遗传算法(GA)进行优化,从而保证了模型参数最优。然后,针对已建立的RVM预测模型的误差序列,采用ARMA模型对其进行拟合,最后用ARMA模型的误差预测值校正已有的风速预测值。本文对江苏某风电场的风速进行预测,算例结果表明该方法是合理有效的。     

基于ARMA-ARCH模型的风电场风速预测研究

风速预测对风电场规划设计和电力系统的运行都具有重要意义.对采样时间为15 min的风速时间序列建立自回归移动平均(ARMA)模型,利用拉格朗日乘数法检验ARMA模型残差的自回归条件异方差(ARCH)效应,建立ARMA-ARCH模型.分别使用ARMA模型和ARMA-ARCH模型对风速时间序列进行短期预测,并比较两者精度.结果表明,ARMA-ARCH模型具有更高的预测精度,具有一定的实用价值.     

风力发电机组动态模型研究

该文针对基于双馈感应发电机的变速风力发电机组轴系的特点，用等效集中质量法和动力学方程建立了其包含机械传动链动态的轴系模型，与发电机动态方程组成8阶微分方程组。该8阶模型同时考虑了风力发电机组的机械和电气动态特性，弥补了现有各种模型过于简化的不足。并与不考虑机械动态的简化模型进行了仿真结果的对比。采用该模型可以更加有效地进行风力发电系统控制系统的设计，以及分析机组在各种运行工况下的动态行为。     

大型变速恒频风力发电机组建模与仿真

建立了包含风速、风力机和风力机机械控制部分、双馈发电机、变频器及发电机电气控制部分的变速恒频风力发电机组的整体动态数学模型；应用MATLAB软件中的simulink环境，以建立的数学模型为基础搭建了变速恒频风电机组数字仿真工具。并以渐变风和随机风为例，对由10台单机容量为1500kW变速恒频风电机组组成的风电场并网后的运行特性进行了仿真研究。仿真结果表明了变速恒频风电机组良好的运行特性及模型的正确性。