变速恒频双馈风力发电系统实验研究

为方便在实验室对双馈风力发电系统进行研究,研制了一套双馈风力发电实验平台.为在该实验平台上实现双馈风电系统的并网运行,给出了基于定子磁链定向的双馈感应发电机并网运行励磁矢量控制策略,并对空载并网方式和直接并网方式进行了比较.在该实验平台上采用直接并网方式进行并网,并对并网型双馈风力发电系统运行特性进行了研究,实验结果表明,双馈电机通过直接并网方式并网时效果良好,并网后系统动静态性能良好.     

永磁风力发电教学实验平台的研制

风力发电的快速发展创造了旺盛的风电人才需求,为满足风电人才培养需要,研制了一套适用于教学实验的风力发电实验平台.由小型永磁同步风力发电系统和基于虚拟仪器技术的运行监测系统两大部分构成.辅助于<风力发电>课程,已取得满意的教学实验效果.     

基于WTS实验平台的风力发电控制

针对目前风力发电技术人员培训过程中的缺陷,设计了多功能风力发电仿真系统WTS.针对该平台的风电机组对象,按照风力发电过程中的操作规程,制定了风电机组开机、偏航系统、变桨距系统的控制策略,并利用SIMATIC S7-1200完整地实施整个控制方案,对控制结果做出详细的分析.实验结果表明：设计的风电机组整体控制方案有良好的实用性和可靠性.     

变速恒频双馈风力发电系统实验研究

为方便在实验室对双馈风力发电系统进行研究，研制了一套双馈风力发电实验平台．为在该实验平台上实现双馈风电系统的并网运行，给出了基于定子磁链定向的双馈感应发电机并网运行励磁矢量控制策略，并对空载并网方式和直接并网方式进行了比较．在该实验平台上采用直接并网方式进行并网，并对并网型双馈风力发电系统运行特性进行了研究，实验结果表明，双馈电机通过直接并网方式并网时效果良好，并网后系统动静态性能良好．     

分布式风力发电对综合负荷特性的影响

分布式风力发电系统的并网运行,改变了所接入配电网的负荷构成和特性.随着风电渗透率的逐渐增加,这种影响将日益明显.以数字仿真实验为基本手段,利用Matlab/Simpowersystem工具平台搭建IEEE-14节点配电网络,分析研究分布式风力发电的不同接入容量和并网位置对配电网综合负荷特性的影响,构建"特征差异度"评价指标以定量评估其影响程度.     

模块化单片机实验系统的设计与实现

研制了一种模块化设计的5系列单片机实验系统,该单片机实验系统具有较强的扩展功能,且结构简单、使用方便,可以解决目前同类实验箱扩展功能不强、资源浪费和实验时需进行大量连线的不足.在实际教学中,该实验系统取得了良好效果,具有较高的应用价值.     

基于LabVIEW风力发电系统中风场的模拟

为了更好地对风力发电系统性能进行监测,风场作为风力发电模拟系统中的关键环节,有必要对其模型进行研究.采用由基本风、阵风、渐变风和随机风4部分组合的风速数学模型,且每部分都用简单的数学公式建模,再利用LabVIEW语言对每部分及整个组合风速的数学模型进行仿真.经验证,该方法能够为实验室风力发电模拟系统的建立提供良好的基础,可以较好地反映自然风速的情况.     

风力发电技术与系统仿真

阐述了国内外风力发电的发展现状,及风电机组大型化、变桨变速功率调节、直驱永磁发电机、海上风电等风力发电技术的研究现状,并以双馈风力发电机系统为研究对象,利用MATALAB/Simulink,建立了双馈风力发电系统仿真模型.仿真结果显示,风力发电系统的电压、电流及有功功率输出波形完全符合电力设计规范要求.     

基于证据推理的风电产业评价

根据风力发电产业特点,建立了风电产业评价体系.该模型属于复杂的不确定性定量和定性决策问题,并且评估过程中含有不完全信息.针对此问题,建立了基于证据推理方法的风电产业评价模型.对模型中的定性和定量信息转化成统一的分布式形式,通过集结较低层评价指标得到最上层指标的综合评价值,最后采用效用理论计算出确定数值.算例对所建指标体系进行了验证,计算了3个区域的风电项目方案的得分,以量化的结论直观地反映了其可行性水平.实际评价结果表明,该方法可以为决策者提供有效依据.     

主持人语

我国具有丰富的风力资源,风电产业的发展有良好的资源基础.据测算,我国内陆及近海风能资源技术可开发量约为10亿kW.我国政府将风力发电作为改善能源结构、应对气候变化和能源安全问题的主要替代能源技术之一,给予了有力的扶持,如制定了风电设备国产化相关政策,并辅以“风电特许权招标”等措施,有力地推动了风力发电技术创新、市场培育和产业化发展.     

风光互补发电实验教学平台的搭建和研究

介绍了一种用于教学的风光互补发电实验平台. 在该实验教学平台中,太阳能和风能互补发电,通过控制器将电能储存在蓄电池中,再向负载提供电能,还可通过风光互补发电监测系统对实验平台进行访问和控制,实现能量控制和远程监控. 该风光互补发电实验平台是一种小型微电网,可从教学投入到实际使用,具有实用价值.     

离网风电-网电互补的模拟供电试验

以离网风电一网电互补的抽油机供电关键技术研究为理论基础,确立了离网风一网互补供电系统模拟试验研究方案;通过建立模拟试验平台,确定了风力发电机模拟发电系统,并基于计算机设计了一套完整的信号测量与控制系统;进行了模拟供电的试验研究．     

滑模变结构在风力发电中的应用

给出了 1种变速变距风力发电机的滑模变结构鲁棒控制方案 ,所设计的滑模变结构控制器不但可以控制风轮转速使之从风中获得最大功率 ,还可以控制桨距角调节的速度 ,进而通过桨距调节使输出功率平稳 ,仿真实验结果显示了控制系统具有良好的鲁棒性。     

基于改进萤火虫算法的含风电系统环境经济调度

人们对环境保护意识的提高以及风电渗透率的不断攀升,使得电力部门对含风电系统的调度提出更高要求。为了在降低碳排放量及促进风电消纳的同时将发电成本控制在最低,该文建立考虑环境与经济指标的含风电系统环境经济调度模型,模型中的目标函数考虑火力发电成本、旋转备用成本、碳排放权交易成本、风力发电成本及弃风惩罚成本。针对传统萤火虫算法寻优过程中易出现的振荡问题,该文提出一种变步长萤火虫算法对模型进行求解。结合修改后的IEEE 39节点算例进行仿真分析,仿真结果验证了所提模型的可行性以及变步长萤火虫算法求解此类问题的有效性。     

基于主成分分析和LightGBM算法的风电场发电功率超短期预测

风力发电场发电功率的超短期预测越精确,越有利于电力系统的稳定运行和优化调度。为提高风电场发电功率超短期预测的准确率,提出了一种基于主成分分析和GBM算法的风电场发电功率超短期预测方法。该方法首先进行PCA主成分分析将与风电功率相关程度低的维度剔除,降低数据的冗余性,然后利用GBM算法建模实现风电场发电功率的超短期预测。实验结果表明基于GBM算法的风电场发电功率超短期预测效果良好,优于传统机器学习方法在风电场超短期的功率预测上的精度。     

风力发电仿真系统中模拟风轮机的理论研究

研究了在风力发电仿真系统中考虑到风轮机输出特性的模拟风轮机的新方法。风轮机的转速变化不仅与风速有关,而且与发电机联接的负载情况有关,除了说明风速以及风轮机特性对转速有影响以外,还指出发电机转矩对转速有反馈影响,同时采用了仿真的方法证实了模拟风轮机的运行特性与实际风轮机运行特性的相似性。此外,模拟风轮机优先采用了最大功率点跟踪技术,并且通过实验验证了最大功率点跟踪技术的有效性。     

基于主成分分析和LightGBM的风电场发电功率超短期预测

风力发电场发电功率的超短期预测越精确,越有利于电力系统的稳定运行和优化调度。为提高风电场发电功率超短期预测的准确率,提出了一种基于主成分分析(PCA)和轻量梯度提升树(LightGBM)的风电场发电功率超短期预测方法。该方法首先进行主成分分析,将与风电功率相关程度低的维度剔除,降低数据的冗余性。然后利用LightGBM建模,实现风电场发电功率的超短期预测。实验结果表明,基于LightGBM的风电场发电功率超短期预测效果良好,优于传统机器学习方法在风电场超短期功率预测上的精度。     

变桨距风力发电机组的建模与硬件在回路仿真

针对风力发电机在运行过程中存在的诸多不确定因素对风机系统进行分析,建立了基于PC—Based平台的风机硬件在回路仿真平台,并进行了控制系统仿真试验。试验结果表明,仿真平台能够实时模拟风机正常运行的状态：在低风速时它能够根据风速变化,保持最佳叶尖速比以获得最大风能;高风速时通过改变桨距角以限制风机获取能量,使机组保持在额定值下发电。该平台能够省去高昂的设备费用,具有工程设计指导意义和应用价值。     

基于爬山法的风电最大功率点跟踪控制的仿真研究

风力发电作为绿色能源的一种,近年来发展迅猛,基于永磁同步电机的风力发电系统由于诸多优点将是未来风电发展的趋势。论述了基于永磁同步电机的风力发电系统,使用Matlab／Simulink软件,利用实际的风速,对该系统及基于爬山法的最大功率点跟踪控制进行了仿真研究,并给出了仿真结果。结果表明该方法不仅简单,而且具有较高的风能利用效率、快速跟踪性和稳定性。