风电机组低风速发电优化控制分析

正"十二五"期间,我国将大力推动清洁能源的高效利用,作为清洁能源的重要组成部分,风能产业未来五年发展潜力巨大,预计中国的风电装机容量将会在2015年达到9000万千瓦。风电产业将实现规模化,标准化,高科技化,在控制风电行业发展速度的同时提高发展质量。目前风电机组大多为水平轴升力型,是利用叶片的特殊气动外形,在风吹过时,叶片上产生升力,进而产生旋转力矩,带动发电机发出电能。在风速低于额定风速时,风电机组主要是工作在欠功率状态,即叶片的桨距角被调     

风电叶片低粗糙敏感性厚翼型优化方法研究

基于叶片设计需求,将厚翼型设计点性能随前缘粗糙的敏感性参数化并引入到厚翼型设计中,改进其优化模型;结合翼型几何设计、性能分析以及最优化算法建立厚翼型低粗糙敏感性优化设计方法。通过35%相对厚度翼型案例设计,验证了该方法在实现光滑表面下高气动性能的同时,可有效降低粗糙表面下的性能损失。     

低风速型风电机组发展调查

本文简单介绍了低风速型风电机组在我国的应用情况,以及该类机组所具有的技术和市场特征。随着我国分散式风电开发逐步增加,低风速风电机组越发受到市场青睐,然而低风速型风电机组的特有技术并非仅仅是加长叶片那么简单,还需要注意解决多方面问题。     

低风速风电场风电机组选型探讨

正风能是洁净环保的可再生能源,人类对风能的利用至少已经有3000年历史,由于受到当时经济、技术方面的因素制约,风力发电技术发展缓慢。19世纪70年代世界爆发石油危机之后,欧美等发达国家为寻找能够替代化石燃料的新能源,投入了大量的科研经费与激励政策研制风电机组。二十世纪,风力发电事业在全球范围内蓬勃发展,风电机组单机发电量从最初的kW级发展到现在的MW级,从最初的小型离网型单机发展到现在大型并网型机组。从最初的木     

低风速风电场风电机组的粗糙度取值研究

基于风资源分析软件WAsP中的粗糙度理论,推导风电机组粗糙度的计算公式,通过与建立风电机组模型的结果比较验证公式有效性,据此分析低风速风电场中风电机组粗糙度的影响因素,结果表明,设置风电机组粗糙度和建立风电机组模型对发电量的影响机理不同,风电机组的粗糙度与风电场平均风速、叶轮直径和轮毂高度呈正相关,与风电机组额定风速和风电机组间距呈负相关。     

实度对低风速风电机组风轮气动性能影响研究

为提高低风速地区的风能利用率,研究风轮实度对低风速风电机组气动性能的影响。考虑影响风轮实度因素（叶片数量、弦长及安装角）,设计2组不同弦长叶片与可调安装角轮毂。安装角改变时不仅会引起实度变化,还会使叶尖速比发生改变。通过车载试验验证安装角不同时对风轮气动性能的影响主要与叶尖速比相关。根据不同风轮表面压力分布数值模拟结果得出：相同风速下,弦长由叶根到叶尖逐渐增大的叶片更易启动。相同条件下,试验机组输出功率与数值模拟机组输出功率最大相差5.37%,说明数值模拟结果可信。随着风轮实度的增加,风速5 m/s时,其风能利用系数呈增大趋势,风速8 m/s时,其风能利用系数呈减小趋势,两趋势相交时实度为25.38%,得出该实度下风轮气动性能较优,即可得到适合低风速地区的风轮实度。     

水平轴风电机组短时风速模型研究

提出一种建立水平轴风电机组短时风速模型的方法,首先根据自然风短时风速的湍流特性,建立自然风短时风速模型;然后研究风轮旋转效应和塔影效应对自然风短时风速的影响,建立包括风轮旋转效应和塔影效应的水平轴风电机组的短时风速模型。对建立的短时风速模型进行仿真分析,证明该方法建立的水平轴短时风速模型能客观地反映自然风短时风速流经风电机组的短时风速动态过程。     

基于运行数据的风电机组偏航优化控制方法研究

针对风电机组偏航控制系统在实际应用中自适应水平差、控制精度低等问题,首先利用某风电场的实际运行数据,分析了当前该风场风电机组偏航系统的控制性能;其次根据对风误差随风速的变化特点,提出了分风速段的偏航控制策略优化方案;最后选择相关性最好的两台机组进行了实验验证。实验结果表明,优化后的偏航控制策略能够在不增加机组偏航次数的前提下有效降低机组的对风误差,提升机组的出力性能。     

低风速地区风电开发成本探讨

根据对地理和气象资料的分析,我国的低风速风能资源更丰富且分布区域广大,约占全国总面积的68%。据广东省的初步测算,达到可开发标准的低风速风电场资源储量约为4级以上风资源的3倍;在东部沿海、湖等地区的低风速风资源储量同样也很可观。由于临近用电负荷中心,电网、路网条件好,电价承受力强,开发利用这些区域的风能将是我国风电发展的重要方向。因此,     

风电场邻近风电机组缺测风速集成填充方法

针对风电场中邻近多台风电机组集中出现缺损测量风速的工况,提出基于粒子群优化广义回归神经网络的风电机组缺损测量风速集成填充方法。以"成员等同性"原则引入动态时间规整算法、空间邻点法和Pearson相关系数法,分别搜寻与缺损测量风速风电机组风速演化最为相似的若干台风电机组及对应的测量风速时序,建立基于广义回归神经网络的填充子模型,采用粒子群算法对广义回归神经网络的模型参数和训练集的构成进行全局优化,之后选取较好的子模型构造自适应的熵权集成填充模型。实验结果表明:依据相似性风速序列进行缺损风速的填充能有效提高填充精度;粒子群算法优化广义回归神经网络,不仅提高了子模型的填充效果,更使得模型参数的调节有据可依,能适应不同风电场风速数据的特点;基于熵权的集成填充策略理论依据充分,集成填充的精度和稳定性优于单个子模型。     

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。     

低风速分散式风电并入配电网的双层电压优化模型

从规划和运行2个角度出发,提出一种针对低风速风电机组并入配电网的双层电压优化模型.上层模型计及低风速的波动性、负荷的随机性与用户行为特性,求解以网损、电压偏差、电压稳定性指标和分散式风电总投资为目标函数的多目标规划问题,同时利用Q-V曲线法获得静止无功补偿器(SVC)的最佳接入位置;下层模型建立基于模糊逻辑的低风速风电...     

风电机组塔架的脉动风速时程模拟

本文简述了谐波合成法中的自回归模型(AR)模拟出给定风速功率谱的风速时程序列,并验证其与目标谱(Davenport谱)的一致性,从而得到作用在各节点的脉动风荷载时程样本的方法。本文采用谐波合成法,建立了脉动风速时程的AR模型,编辑出脉动风速时程模拟程序,并对某风电机组塔架进行脉动时程分析,验证了该脉动风速时程模拟的可行性与有效性。     

基于MATLAB的风电机组故障诊断方法研究

为有效诊断风电机组主要部件的振动故障,分析了倒谱分析、包络谱分析2种分析方法的原理和优势,以及两者在MATLAB算法中的实现方法。并以现实风机振动故障提取的信号为例进行分析,分析结果表明算法可行     

风电机组载荷计算的外部风速条件模拟研究

针对大型风力发电机组设计中的风速条件进行了模拟研究,利用Bladed软件进行了仿真和载荷计算,研究内容包括风切变、塔影、上风向尾流、三维湍流、瞬时风速等建模问题.结合沈阳工业大学承担"863"项目--SUT-1000 MW级变速恒频风电机组的研制,进行了IEC标准下各级负载级别的载荷计算.     

低风速型风电机组高柔塔筒涡激振动疲劳损伤评估

为实现低风速型风电机组高柔塔筒抗疲劳设计,以某140 m柔塔机组为研究对象,采用欧盟标准EN 1991-1-4推荐的有效相关长度法和频谱模型法,开展涡激振动疲劳损伤评估。基于有限元法建模获取结构固有模态属性;由疲劳应力-寿命（S-N）曲线、风速瑞利分布和Miner法则推导塔筒疲劳应力范围和损伤规则;对比分析柔塔与刚塔两类机型临界风速分布和焊缝疲劳损伤分布。结果表明：柔塔更易激发二阶涡激振动,二阶涡激载荷显著增大,其损伤对不同风场条件（年平均风速、风切变）极为敏感;在6.5 m/s设计风速下,45%～85%塔筒高度处疲劳损伤均超过IEC 61400-6塔架与基础设计要求20年损伤限值0.1,存在疲劳破坏风险,须考虑加阻措施或优化结构设计。     

考虑风电置信水平的机组组合优化方法

摘要： 置信水平是将风电功率波动由概率形式体现的。随着节能减排的需求越来越大,考虑置信水平能够使系统机组不过多的安排机组备用,以免增加系统的运行成本。基于机组组合的方法,提出了一种考虑置信水平下的备用决策方法。通过考虑风电功率波动的概率分布和负荷波动的概率分布,建立联合概率密度函数,然后加入置信水平,得到不同置信水平下的系统基本发电成本和校正调度成本。采用IEEE-RTS算例,得出系统总成本。     

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...     

基于Mamdani模糊推理的风电机组控制方法研究

针对风电机组复杂多变的工作条件和自身控制要求,文章提出了一种基于Mamdani模糊推理的风电机组控制方法。该方法首先对控制对象进行模糊化处理,然后制定推理规则并确定控制推理方式,最后对推理结果进行精确化模块处理,反馈给控制对象。文章以风电机组偏航系统控制为例,研究了在风速大小、风速变化和风速变化率3种因素下调桨量的模糊控制,试验结果证明了该方法可以满足变工况下风电机组变桨控制要求。     

基于决策树的风电机组偏航启停优化研究

风速和风向的频繁变化会导致偏航系统频繁启停,增加场用电。选取风速较低时,风电机组偏航系统的运行状态进行研究,通过分析风速、风向、有功功率、机舱位置和偏航误差,进一步得到每个监测点的变化。由于风速和机舱位置是影响偏航系统启停的重要参数,因此,需要考虑上一个监测点的风速变化和机舱位置的变化。建立基于CHAID的决策树模型,通过决策树分类偏航相关的参数,然后,运用这些参数分析低风速下机组的偏航启停的历史数据,依据决策树的分类规则在线优化机组低风速状态下的偏航系统的启停。通过实例验证了优化后机组的偏航次数和偏航时间减少了。该研究为偏航系统的运行优化和提高偏航系统的可靠性奠定了基础。