海上风电运维管理系统的研究与建议

分析了海上风电的运维特点及其运维管理系统的开发需求,梳理了国内外典型海上风电运维管理系统的特征及优缺点,最后提出对海上风电运维管理系统的开发建议.结果表明,运行管理、维护管理、设备管理和信息管理是运维管理系统不可或缺的功能模块,数据集成管理是系统构建的基础条件,智能化是运维管理系统的必然发展方向.     

海上风电机组智能故障预警系统研究

  [目的]  随着海上风电机组装机容量的飞速发展,业主对海上风电机组的安全运行越来越重视,对风机设备可靠性的要求越来越高。传统的设备故障事后处理模式不仅不能保证发电设备运行的可靠性,而且海上风电运行维护的可达性差,被动的故障后维修无形中增加了巨大的电量损失,已完全不能满足海上风电的要求。设备故障早期智能预警系统可以提前预知设备存在的问题,把设备隐患消除在萌芽状态之内,真正做到“防患于未然”。  [方法]  通过对海上风电机组关键部件的数据采集,结合历史数据提取故障特征,利用神经网络等大数据算法,实现发电机温度异常、发电机轴承异常、齿轮箱散热异常、齿形带断裂警告等设备故障的提前预判。  [结果]  根据对设备早期故障的提前预判,可以综合考虑海上风电的气象、台风、海况、海事等维护特点,有计划地执行积极的预防性维护策略,能够有效地避免大部件故障的发生或风机整机失效情况的发生。  [结论]  研究成果可提高海上风电机组的可靠性和风电场整体发电效益。     

龙源探路海上风电运维

国内海上风电开发刚刚起步,所采用的样机基本为国产陆上风机改造而成,质量窘境导致故障率居高不下,这也造就了一个巨大的新型市场。     

海上风电机组多导管架拓扑优化方法

为实现海上风电机组多导管架结构概念设计,对某型5 MW多导管架结构进行模态分析、整机载荷计算与极限工况下的刚强度分析。根据受力特点,建立多导管架结构的多目标拓扑优化模型,通过最小尺寸约束抑制棋盘格现象并设置对称面约束,得到不同权因子下的拓扑优化结果。基于某一加权因子下拓扑优化结果,重新建立新型多导管架有限元模型,并进行载荷重分析。通过极限工况下的静动态分析结果对比可知,优化结构一阶固有频率略有提高,最大变形和应力均大幅降低。上述结果证明了提出的拓扑优化流程在海上风电机组多导管架设计中的可行性和优越性。     

桁架式支撑结构海上风电机组研究

本文基于国际能源署(IEA)课题30"海上风电机组动态学仿真软件和模型的比较"项目第一阶段桁架式支撑结构的海上风电机组仿真结果,针对海上风电模型复杂的特点,给出桁架式支撑结构细节,研究用BladedV3.80建立桁架式支撑结构的海上风电机组模型。与其他软件建立的模型比较质量和模态,验证海上风电机组的模型。     

考虑混搭风电机组的海上风电场集电线路拓扑动态优化方法

随着海上风电朝着深远海、大型化的方向发展,市场上风电机组的迭代速度加快,而海上风电场整体开发周期长,与风电机组的机型研发速度不相匹配,故在海上风电场的开发过程中可能会将不同型号的风电机组进行组合布机;但要如何在不同机型的搭配方式中,从经济性与可靠性的角度选择出最佳的拓扑结构进行连接,是混搭风电机组拓扑结构优化的主要难点之一。因此,构建考虑混搭风电机组的海上风电场集电线路拓扑结构动态优化方法,以改进K-means算法和改进Prim算法完成海上风电场的回路划分、路径设计;采用动态交叉优化策略完成拓扑中海缆交叉的处理,权衡每个拓扑方案的经济性与可靠性成本,进行最佳拓扑结构输出;最后通过不同混搭风电机组场景下的拓扑优化结果,验证该方法的有效性。     

海上漂浮式风电机组塔筒优化方法研究

为适应复杂多变的海上环境,高效利用风资源、减少用钢成本,开展漂浮式风电机组塔筒的结构优化设计。以船载风电机组为研究对象,引入漂浮式基础的动态响应,作为影响塔筒弯曲变形的重要约束条件。在保证风电机组稳定功率输出的前提下,以质量最轻为优化目标,以塔筒构造要求和规范为基本约束条件,建立漂浮式基础风电机组塔筒的数值优化模型,并利用遗传算法完成了模型优化。结果显示,在保证风电机组稳定性和正常功率输出要求下,塔筒的质量降低了35%,刚度提高了25%。     

华锐风电海上运维军

作为驻守在我国首个海上风电场的现场技术人员,他们绝对称得上是国内海上风电运行与维护的黄埔军。年轻,豁达,过硬的专业知识,丰富的现场经验,以及绝无仅有的使命,让他们从初次接手这批海上风电机组开始,就引起了行业的极大关注。两年来,这群守护在东海大桥风电场的年轻人,用自己的青春和热血谱写着我国海上风电发展的序曲。     

风电接入下计及碳交易的机组组合问题研究

针对目前广泛关注的环境污染问题,利用粒子群优化算法求解风电接入下计及碳交易的机组组合问题。在模型方面,对火电机组产生的CO₂,引入碳交易机制,采用限量排放、差额交易的形式;对于其他污染物,如SO₂、氮氧化合物(NO_x)、总悬浮颗粒物(total suspended particulates,TSP)等,将排放成本与火电机组出力建立函数关系,作为惩罚成本进行计算。在算法方面,提出一种改进的二进制粒子群优化(binary particle swarm optimization,BPSO)算法,将计及污染成本的机组组合问题变成一个双层优化问题。外层采用改进BPSO算法确定机组启停状态,内层通过改进λ迭代算法计算机组组合及风电出力。在算例方面,通过与其他算法进行对比说明算法的有效性,分析变化的碳排放配额、碳交易成本对机组组合结果的影响,得到兼顾环保性和经济性的结果。     

海上风电船机与风电设备故障分析及应对策略综述

[目的]海上风电船机及风电设备故障时常发生.为了减少风电故障发生的频率,需要对安装船机设备提出新的设计要求和具体故障的应对策略.[方法]通过对风电船机及设备的故障类型的对比研究分析,深入剖析各个故障类型发生的原因并提出相对应的应对策略.[结果]海上风电工程建设中,安装船机及风电设备主体是两大工程器械,也是施工过程中出现...     

大型风电场多Agent系统建模仿真及降损控制

设计一种基于多Agent的风电场控制架构,并针对集电线路损耗突出的问题,提出一种无功降损控制策略。同时,开发基于Java/JADE + MySQL + Matlab/Simulink的混合仿真平台,对某125 MW大型风电场进行多Agent系统建模,算例结果验证了所提策略的有效性。     

基于改进粒子群优化算法的风电场最大接入容量计算

位于电网末端的大型风电场的接入极大地影响电力系统的安全,风电场最大接入容量研究成为风电场规划和运行的重要课题。根据静态安全约束和暂态稳定约束条件,提出一种基于粒子群优化算法的风电场最大接入容量的确定方法。通过改进粒子群优化算法,其全局搜索能力可进一步提高,并可避免陷入局部最优。通过在IEEE New England 39节点系统上的仿真计算,验证所提方法的有效性,同时还分析了其他影响风电场接入容量的因素。     

基于风电概率预测的风电场调频容量估计方法

考虑风电的不确定性,提出一种基于风电功率概率预测区间和储能设备的风电场调频容量估计新方法。首先基于风电场弃风数据,利用粒子群算法得到风电场储能系统容量配置;然后建立Copula分位数回归模型求得日前风电功率预测区间;最后结合日前风电限值和不同置信概率下的风功率预测曲线产生最优调频容量估计。风电场实际数据的仿真证实所提方法的有效性,可为风电场调频能力研究提供有益的探索。     

基于尾流风速场风速矢量计算的风电场输出功率优化模型

针对尾流效应在风电机组之间产生影响的问题,为了更加合理利用风能,增加风场的输出功率,在风场面积不变的前提下对风场内风电机组进行布局优化,根据风场实际仿真数据训练建立尾流风速场风速矢量计算模型和尾流影响区域风速计算误差函数,迭代计算尾流区域的风速矢量最优解;然后,基于改进粒子群算法对粒子群进行参数密度熵分簇优化,对不同种群进行寻优,计算出最优的风场布局排列,提高计算机的计算效率;最后,通过CFD生变化时,模型能够计算出尾流效应区域的风速矢量,仿真结果及分析证明模型和优化算法的正确性。     

电动汽车峰谷分时充放电电价研究

在插电式混合动力汽车有望规模化应用的背景下,供电公司与PHEV用户市场力的博弈越来越频繁和紧密,以电价作为杠杆,计及供电侧平滑电网等效负荷波动和用户侧效益,采用电价综合反应曲线和用电弹性矩阵来分别表示PHEV用户充电和放电弹性特性建立数学模型,应用粒子群优化算法对模型进行了求解。最后,通过算例验证了合理的充放电峰谷分时电价机制调控PHEV用户接入电网行为对平滑系统负荷的有效性,同时PHEV用户经济效益也得到满足。     

海上风电场功率提升和疲劳平衡综合优化控制

针对海上风电场,综合功率提升和疲劳平衡分配的优化目标,提出一种以天为优化周期的优化策略.在电网高负荷时段,基于Jensen尾流模型,以轴向诱导因子为优化变量,风电场整场功率最大为目标,运用随机粒子群算法进行风功率利用提升优化控制;在电网低负荷时段,基于风电机组综合疲劳系数计算方法,以机组轴向诱导因子为优化变量,应用尾流...     

基于改进的GRNN的固体氧化物燃料电池辨识模型研究

固体氧化物燃料电（SOFC）作为一种新的能源形式,日益受到重视．针对SOFC系统过于复杂,现有的理论电压模型存在明显不足的特点,绕开了SOFC的内部复杂性,利用经过粒子群算法（PSO）优化的广义回归神经网络（GRNN）对SOFC系统进行辨识建模．以氢气流速为神经网络辨识模型的输入量,电流／电压为输出量,建立SOFC在不同氢气流速下的电池电流／电压动态响应模型．仿真结果表明所建模型能基本表示出SOFC系统的电流／电压的动态响应,说明利用GRNN建模的有效性,所建模型精度也较高．     

基于需求响应的家庭负荷优化调度算法研究

为提升电力需求侧负荷需求响应能力,降低家庭用户的用电成本和电网日负荷曲线峰谷差,提出一种基于改进多目标粒子群算法的家庭负荷优化调度策略。首先,分析家庭负荷的运行特性并对其分类建模,采用功率平衡和储能充放电功率为约束,建立以用电成本和负荷峰值平均功率比为目标的负荷优化调度模型;其次,以自适应惯性权重和均值欧氏距离等策略对多目标粒子群算法进行改进,并用改进算法对建立的模型进行优化求解;最后,用实际算例进行仿真,验证所提模型和算法的可行性与有效性,为用户参与需求响应提供了多种参考方案。     

基于FAST和Simulink的海上风力机叶片扭角和弦长优化设计研究

基于粒子群算法编写风力机叶片优化程序,利用Matlab/Simulink接口嵌入到FAST主程序之中实现叶片优化程序与FAST之间的交互,以实现风力机最大发电功率为优化目标,完成风力机叶片气动外形的自动寻优。该方法可考虑实际海况及风力机搭载平台对叶片优化结果的影响,可同时考虑风向分布对优化结果的影响。NREL 5 MW风力机低风速下的优化结果表明,经过优化后的风力机功率提高1.5%。当考虑实际风力机布置海域风向分布情况时,加权优化结果表明风力机最大功率可提高3.8%。     

车载清洁移动机械臂的时间-冲击最优轨迹规划

以对塔式热发电站定日镜表面清洁作业的车载清洁移动机械臂为研究对象,考虑到机械臂的清洁效率及运动过程中的震动和磨损问题,提出一种机械臂时间-冲击最优轨迹规划方法,优化其时间与冲击量,提高机械臂工作效率的同时延长使用寿命.利用关节空间的位置-时间序列,采用5次B样条函数在关节空间构造插值曲线,以机械臂关节的角速度、角加速度...