基于风电机组功率曲线的故障监测方法研究

为了最大限度地减少风机停机时间和提高风机发电量,基于风机功率曲线特性,结合多元统计Hotelling T~2控制图,提出了一种风力发电机性能及故障监测方法。首先,根据SCADA系统历史数据集,应用粒子群算法(PSO)寻优最小二乘支持向量机的模型,构造风电机组参考功率曲线。然后,计算风场各风机功率特性的多元峰度、多元偏度,将其偏离参考曲线的程度作为评估风力发电机性能的指标。最后,监测风机发生故障的时刻,引入用于监测风机的Hotelling T~2多变量质量控制图。将该方法用于某风场1.5 MW级风力发电机,实例表明,该算法可以有效地对风电机组状态及故障进行监测,为风电机组的故障识别及分析提供了一种新的方法。     

基于ARMAX-GARCH模型的微电网风功率预测

目前风功率预测多为风功率期望的点预测,且以采样间隔较大的功率序列作为建模序列,这样会降低预测模型对风功率时序特征模拟的准确度和可信度。文中基于小采样间隔风功率序列,提出ARMAX-GARCH风功率预测模型。通过构造风功率新息序列,结合小时平均风功率序列,建立ARMAX点预测模型,采用BIC最小信息准则和相关性分析实现模型定阶和外生变量选择;采用GARCH模型模拟残差的波动特性实现区间预测。以海岛微电网实测风功率数据为例,进行提前1 h风功率预测。结果表明,与持续法、ARMA和RBF神经网络相比,该预测模型能显著提高风功率期望的点预测精度并具有较好的区间预测效果。     

基于双电池不平衡状态优化的风功率平滑控制

在双电池平滑风功率过程中,改善双电池充放电不平衡状态可以提高充放电深度,减少充放电状态切换次数.文章分析了双电池风功率平滑系统的充放电不平衡状态及其产生的原因,提出了一种改进控制策略,该策略可根据双电池荷电状态调整风功率平抑目标功率,以此改善双电池不平衡状态.基于Matlab/Simulink分析了风速湍流强度以及风功...     

基于光滑自助法的风功率预测误差核密度建模方法

在风功率预测误差建模应用中,无偏交叉验证(UCV)和经验法则(ROT)是两种常用的非参数方法。然而,由于风功率预测误差中存在的尖峰厚尾,以及局部小样本特征,直接使用这两种方法会产生较大的泛化误差。为了使UCV和ROT在应用中发挥更好的作用,文章提出了一种基于光滑自助法的核密度估计方法。该方法利用了光滑自助法在分位数推断上的优势,通过修改平均积分平方误差(MISE)指标函数,实现了对基本估计方法的校正。该方法本质上是一种装袋方法,可以与任何基本的核密度方法结合使用。在实例仿真中,得到了SBUCV方法和SBROT方法的运行结果,并与UCV和ROT方法的结果进行了对比。仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于变分贝叶斯推断的DPGMM风电机组异常数据识别研究

为了准确识别和剔除风电机组在实际运行过程中产生的异常数据,以便为功率预测等工作提供有效的数据支持,通过分析风电机组运行数据散点在风速-功率(v-P)坐标系中的分布特征,提出了基于变分贝叶斯推断的狄利克雷过程高斯混合模型异常数据识别方法。将试验机组E17实测数据散点沿水平功率方向以一定间隔划分区间,采用能自适应确定最佳分量个数的狄利克雷过程高斯混合模型对每一个功率区间内的数据散点进行聚类,结合各高斯分量置信椭圆参数及数据散点在v-P坐标系中的分布特征,对试验机组E17各功率区间内的高斯分量及其聚类散点进行异常标识。结果表明：该模型克服了传统高斯混合模型需要人为确定分量个数的缺点,能够对风电机组异常数据进行准确识别。     

基于模糊智能控制的变桨距风轮机桨距控制

给出了风轮机桨距控制系统仿真,对风轮机模型采用BP神经网络逼近、控制器采用模糊智能控制.经风速阶跃响应的仿真结果表明,基于模糊控制技术的风轮机桨距控制可实现高于额定风速时的功率控制,转速响应调节时间短、超调量小、振荡少、变桨机构动作稳定、调节过程无反复抽动.     

基于数据分层预处理的短期风功率预测研究

良好的风速和风功率预测是解决风电并网问题的关键。针对样本数据中的无效点影响风功率建模问题,采用分层统计法对风功率进行统计分析后获得了风速—功率关系带,对功率进行修正,根据修正后的数据应用灰色—马尔可夫链模型进行预测,并与比恩法和经验公式法进行对比分析。结果表明,风功率分层统计法可有效地消除坏点数据,预测精度高。     

基于风电机组状态的超短期海上风电功率预测

提出一种基于风电机组状态的超短期海上风电功率预测模型。首先,综合考虑海上环境因素以及风电机组部件间的相互作用建立指标的预测模型,以长短期记忆神经网络的预测误差作为监测指标的动态劣化度;然后采用模糊综合评价法对风电机组的运行状态进行评估,依据评估结果对风电机组历史运行数据进行划分;最后根据分类后历史运行数据建立基于机组状态的超短期风电功率预测模型。结合国内某海上风电场实例数据进行分析,算例结果表明所提方法可有效提高风电功率预测精度。     

基于短期风功率预测的数据预处理算法研究

针对实测风速和功率数据中包含奇异点以及同一风速下风功率存在较大范围波动的问题,文章提出一种数据预处理算法。首先,采用拉依达准则剔除风速和功率奇异点;再使用优化的一次指数平滑法及最大皮尔逊相关系数对风速进行平滑处理;最后,利用新疆阿勒泰地区某风电场单台风机的实测数据进行验证分析。以文章提出的预处理方法得到的风速作为BP神经网络预测模型的输入,风功率的预测准确度显著高于已有预处理方法得到的结果。     

基于SVM的风速风功率预测模型

风电是一种最方便、最成熟的可再生能源。风力发电具有波动性、间歇性和随机性,大容量的风力发电接入电网,对电力系统的安全、稳定运行带来影响。通过风速风功率预测,对风电场的出力进行短期预报,是解决这一问题的有效途径。常用的预测方法中,要么预测结果偏差太大,要么存在过学习、维数灾难和局部极值问题。支持向量机(SVM)应用于风速风功率预测,明显优于常用方法,得到相当可观的结果。     

基于运行数据的风力发电机组功率特性分析

针对实际1．5MW风电机组．通过获取反映机组运行性能的实测风速、功率等数据,采用Bin方法对数据进行处理后,获得风电机组的功率曲线,并将其推广到机组风能利用曲线的提取。通过计算得到了2台机组的实际运行功率曲线、风能利用曲线及其标准差值．对风电机组的运行性能进行了对比分析和评估。     

直驱永磁风力发电系统电网侧变换器的模糊功率控制

针对基于储能的并网永磁直驱风力发电系统的运行特点,提出了一种对电网侧变换器的模糊功率控制策略,当电网发生电压瞬时跌落时使电网侧变换器运行在模糊功率控制模式,依据电网电压跌落深度及风机输出功率大小通过模糊控制器来确定发出无功电流的大小,从而使风电系统能够适度地向电网提供一定的无功功率来支撑电网电压。仿真结果表明,所提出的控制策略正确、有效。     

基于弱磁控制的5.5MW风力发电机组过载性能的研究

为进一步提高5.5 MW高速永磁风力发电机组（WTGS）电气系统的过载能力,在建立弱磁控制数学模型的基础上,详细研究基于弱磁控制的5.5 MW WTGS过载性能。根据当WTGS遇到阵风时,风机无法及时回桨导致风机超速过载的特性,本套电气系统采用了弱磁控制。利用弱磁控制可以及时调节永磁同步发电机（PMSG）定子电流的优点,既提高输出功率和增加转速范围,又降低过载时过电压、过电流对WTGS电气系统的危害。通过某5.5 MW WTGS电气系统的过载试验,验证了在高速永磁类风机的过载性能方面弱磁控制有明显的优势。     

Strategies to Smooth Wind Power Fluctuations of Wind Turbine Generator

This paper shows that the capability of voltage-source converters (VSCs) to control the real power output of wind turbine generators (WTGs) can be applied to smooth power fluctuations due to wind turbulence. The paper calls attention to instability that can arise from: 1) the wind turbine itself and 2) the doubly fed induction generator (DFIG). The paper presents G_P/V(s) to characterize the dynamic behavior of WTGs.     

基于混杂系统的风力发电机组建模与控制

针对风力发电机组系统固有的混杂系统典型特征,运用混杂自动机理论和混合逻辑动态理论建立了风力发电机组的混杂模型,设计了基于自动机模型的全程混杂控制系统,并以1台额定功率为300 MW的变速变桨距风力发电机组为例进行了仿真.结果表明:自动机模型可实现风电机组的全程模拟,自动机的混杂控制系统可满足风电机组全程控制的要求,而且基于混合逻辑动态模型的预测控制也实现了功率输出优化,证明了混杂系统理论应用于风力发电研究领域的有效性和实用性.     

基于PC测量仪器的风电机组电能质量测试系统

风电机组的电能质量测试不同于传统负荷的电能质量测试,需要排除电网特性和其他负荷的影响,并考虑不同风速对测试结果的影响．目前常规的电能质量测试仪器无法完成测试。风电机组电能质量测试系统选择高性能的PC测量仪器作为硬件采集平台．通过搭建虚拟电网排除电网结构及其他负荷产生的影响,采用适合风电机组的数字化闪变仪算法实现了风电机组的电能质量测试。测试系统通过对典型风电机组实际测试,证明测试系统完全能够满足风电机组电能质量测试标准IEC61400—21的要求。     

双馈风力发电机及其发电系统

阐述了双馈风力发电机及其风电系统的工作原理,特性曲线及特点。指出,该系统与普通风力发电系统相比,在风力资源的充分利用方面更具优势,大大拓宽了风速的可利用范围,对提高风电发电能力具有重要的意义。     

无刷双馈风力发电机的自抗扰解耦控制

针对无刷双馈电机(BDFM)结构的复杂性、随环境的可改变性及传统的PID控制在BDFM中应用不理想等,提出了一种新型基于扩张观测器的非线性PID控制——自抗扰控制方法来实现对风力发电系统有功功率和无功功率的解耦控制。仿真结果证明了该方法的正确性和有效性,具有更强的鲁棒性和可实现性。     

基于DSP的风力发电机多点温度监测系统设计与实现

针对风力发电机组运行环境恶劣,需要对风机的塔底控制柜和机舱控制柜等关键部位进行多点温度采集,根据单总线多点温度监测系统的设计方案,采用TMS320F2812数字处理器为核心,设计开发了基于CAN总线的在线温度监测系统。将该套系统应用于东北某风力发电厂后发现系统的稳定性、实时和可靠性较好。     

基于激光雷达测风仪的风电机组功率曲线测试方法研究

风力发电机组的功率特性曲线是衡量风力发电机组发电能力的最佳技术指标.按照IEC 61400-12-1《风电机组功率特性测试》标准,风力发电机组功率曲线测试需要在被测风机主风向安装测风塔.这为功率曲线测试带来一定的不便.雷达测风仪是利用激光反射原理进行风速风向测量的设备.本文就如何使用激光雷达测风仪测试功率曲线,并对测试结果做出了探讨.