XGBoost算法在风电机组发电机故障监测预警中的应用研究

发电机作为整个风电机组的核心部件之一,其能否正常运行将严重影响风电机组的持续发电.利用集成机器学习算法中的梯度提升算法XGBoost对风电机组发电机故障监测预警进行研究.首先,提取数据采集与监控(SCADA)系统数据库中风电机组在并网状态下的正常运行大数据,对缺失、异常数据进行预处理后,结合运维专家经验利用XGBoos...     

基于超级电容的海上风电机组电动变桨系统设计

变桨系统是海上风电机组的核心部件,对机组安全运行具有十分重要的作用。液压变桨系统存在漏油等问题,蓄电池电动变桨系统存在电池的低温性能差、使用寿命短等问题。文章探讨了使用超级电容作为后备电源的电动变桨系统的设计,并对蓄电池与超级电容进行了比较分析。用超级电容作为海上风电机组电动变桨系统的后备电源,可充分发挥超级电容耐低温、寿命长的特性,提高风机安全性和运行效率,降低海上风电机组的维护成本。通过分析变桨系统力矩,对超级电容电动变桨系统的选择进行了理论计算和推导,并进行了实际测试,为海上风电机组电动变桨系统后备电源的设计提供了有效方法。     

基于MATLAB的风电机组故障间隔时间分布模型研究

正随着全球风能快速发展,风电机组运行数量不断增加,影响风电机组稳定运行的各类故障不断出现,严重影响着风电机组的运行成本。因此,如何提高风电机组的运行可靠性日益受到人们的广泛关注。风电机组作为可修复系统,衡量其可靠性的重要指标之一就是故障间隔时间。故障间隔时间反映了产品的时间质量,是体现产品在规定的时间内保持其特有功能的一种能力,一般以小时为单位,通常也称为平均无故障工作时间。贾亚洲等利用故障间隔时间对不同对象的寿命分布模型进行描述,根据故障间隔时间的相对频率直方     

基于灰色理论和变权模糊综合评判的风电机组性能评估

为了评估风电机组性能及优化其维修策略,保证风电机组安全稳定运行,提出基于灰色理论和变权模糊综合评判的风电机组性能评估方法。首先,分析风电机组控制系统所监测的物理量,采用层次分析法构建具有反映风电机组运行性能重要特征的项目层和子项目层框架,并针对子项目层中多项评判指标同时发生严重偏离的情况,引入劣化度指标。为避免层次分析确定指标常权值所引起计算误差过大的问题,利用灰色系统理论得到各评估指标的综合权重,并结合变权理论,对某些严重偏离正常值的指标进行权重修正,建立基于灰色理论和变权模糊综合评判的风电机组性能评估模型。然后,基于某1.5 MW风电场数据采集与监控系统(Supervisory Control andData Acquisition,SCADA)的运行数据进行计算,并与常规评估方法结果及实际运行分析进行比较和验证,结果表明所提出的风电机组性能评估方法和模型正确有效。     

关于风电机组塔底部分散热方案的探讨

正随着风电机组单机容量持续增大,高海拔、海上风电机组的出现,风电机组温度过高的问题越来越突出,风电机组因高温停机或限功率运行时有发生。风电机组散热问题越来越受到人们的关注,散热不好将会严重地影响到风电机组部件的性能、可靠性和使用寿命,进而也会影响风电机组的效率和经济效益。本文以沈阳华创风能1.5MW双馈风电机组为例,对风电机组塔底部分的散热进行客观的分析,并提出了一种     

大型风电机组的防雷系统解析

本文根据已运行的大型水平轴风电机组的防雷系统实际应用情况,解析大型风电机组的防雷保护系统,对比多种防雷保护方案的优劣性,对大型风电机组的防雷设计具有一定的指导作用。     

海上风电防腐蚀研究现状与前景

近年来,海上风电技术在全世界范围内迅速发展,作为能源系统去碳化和实现零排放的关键技术之一,海上风电的地位日趋重要。我国的海上风能资源丰富,但风电机组在高盐雾、高湿度、长日照、微生物附着等苛刻的海洋环境中长期运行时,面临着严峻的腐蚀挑战。本文从风电机组组成的角度出发,综述了目前行业内对风电机组各部位的腐蚀防护研究情况,并提出了未来海上风电防腐蚀研究的展望。     

风电和抽水蓄能电站参与下的机组组合优化问题研究

为研究风电并网环境下考虑抽水蓄能电站在内的机组组合问题及系统最优调度策略,从系统角度出发,以运行成本最小化建立目标函数,结合各类电源的技术特性和系统的运行实际建立约束条件,并利用混合整数算法对模型进行优化计算。通过10机组系统的算例分析,得出常规火电机组、风电以及抽水蓄能电站的最优调度策略。运行结果表明,抽水蓄能电站参与系统运行有提高风电并网水平、减少火电机组的燃料成本和启停成本、可使电网负荷曲线趋于平稳三方面的效益。     

多场耦合下风电机组偏航系统疲劳载荷分析

针对风电机组偏航系统在长期启停循环工作状态下容易出现疲劳损伤、减少风电机组偏航系统使用寿命的问题,文章提出了多场耦合下风电机组偏航系统疲劳载荷分析方法。建立了包含永磁同步电机动态模型、传动系统动态模型、传感器模型和随机风载荷模型的风电机组偏航系统动态模型,分析系统受到的最大瞬态冲击和等效损伤载荷。基于连续损伤理论,通过疲劳损伤演化方程,分析载荷作用下风电机组偏航系统产生的疲劳损伤。根据风电机组偏航系统相关参数,设置3个测试点,分析不同方法的载荷、塑性应变以及疲劳损伤。结果表明,所提方法具有较高的分析精度,与实际风电机组偏航系统疲劳损伤相符,能够保障风电机组偏航系统运行的安全性。     

考虑碳交易机制的风-火协调低碳优化调度

为了控制电力系统碳排放总量、提高风电消纳比例，提出一种风-火-碳捕集与封存（CCS）设备协调优化模型，以系统运行总成本最小作为目标函数。为调动火电机组调峰积极性、促进风电消纳，引入计及调峰主动性的火电机组深度调峰机制。并在系统中加入CCS设备与阶梯式碳交易，进一步提高系统低碳性与经济性。结果表明所提模型能有效促进风电消纳，在减小碳排放量的同时降低系统运行的成本。     

海上风电机组塔筒安全状态评估方法研究及应用

塔筒作为风电机组的承力部件,其可靠性对风电机组的安全运行至关重要。通过对海上风电机组塔筒实施动态倾斜监测,结合塔筒初始刚度状态信息,提出通过塔筒(包括基础)静态刚度圆和最大动态刚度圆分析方法来评估海上风电机组塔筒刚度状态,为海上风电机组塔筒安全状态评估提供一种直接、有效的研究路径。该评估方法以风电机组安装完毕后的状态作为初始状态,将获取的塔筒初始状态下的静态刚度圆和最大动态刚度圆作为样本数据,为后期风电机组运行过程中塔筒刚度状态提供对比依据,评估结果具有较高的精度和稳定性,评估效果好。该评估方法已经在中国某海上风电项目中进行应用,具有较好的实用性和参考价值。     

多场景概率机组组合在含风电系统中的备用协调优化

备用配置是系统抵御风险、提高运行可靠性的重要手段,也是系统运行安全与经济协调决策的问题。提出了基于状态转移的概率机组组合方法,该方法将风电的运行场景离散化,通过对风电预测误差进行概率表达,并在时间尺度上考虑状态的转移矩阵组成多场景的方法,以场景发生的概率协调系统在场景下的调度决策,并以实时校正备用作为正常和误差场景之间机组的调整限制。通过安全与经济的协调,能够自动为风电出力的波动配置适宜的备用,且模型中考虑了网络安全约束对机组组合和备用决策的影响。最后对含风电系统进行了实例仿真分析,结果表明模型的有效性和可行性,对风电的调度和规划具有指导意义。     

新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构系统的动力响应研究

从浮式海上风电机组的全寿命设计角度出发,以此类风电机组便于安装、替换、维修和拆除为目标,提出了一种新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构系统。基于BEM方法研究了采用该结构系统的海上风电机组的叶片的气动性能,并综合考虑了风电机组浮体模块和张力腿平台模块的多体机械耦合和水动力耦合效应。选取海上风电机组4种典型工作海况,将新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构系统与常规张力腿平台单体浮式海上风电机组结构系统的主要动力响应特征进行了对比分析,揭示了该新型张力腿平台双模块浮式海上风电机组结构系统可以有效降低浮式海上风电机组平台的纵荡位移响应,对改善浮式海上风电机组的运行性能具有积极意义。此外,还对该双模块结构系统拆除风电机组的可行性进行了初步验证。     

风电机组选型分析

介绍了双馈风电机组和直驱风电机组的工作原理和性能特点,并在此基础上对2种机组进行了定性分析和有关参数的定量比较,结合各自的实际运行情况,给出了风电场风电机组初步选型原则：双馈风电机组技术成熟．运行经验丰富,一段时期内可作为首选机型：技术经济条件允许时再结合具体情况考虑选用直驱尤其是永磁直驱风电机组,是未来风电场机型选择的新趋势。     

风电机组安全运行研究

通过对风电现状及事故的说明,提出风电机组安全运行的重要性。同时,在风电机组的安全运行和管理相关因素进行论述分析的基础上,提出风电机组安全运行的特殊性,并对风电机组运行管理提出了一些合理化建议。     

基于混杂自动机的大型风力发电机组全程控制

风力发电系统是具有不确定性的复杂非线性系统,机组运行工况变化十分频繁。通过对风力发电机组的系统特性分析,发现风力发电系统呈现出混杂系统的典型特征。因此,基于混杂自动机理论建立了1.5 MW双馈型风电机组的混杂动态模型,并根据风力发电机组控制策略设计了能够在机组运行中实现全程自动化的混杂控制系统。仿真结果表明,基于混杂自动机的动态模型可以实现风电机组的全程模拟,所设计的混杂控制系统能够满足风电机组全程控制要求,证明了混杂系统理论应用于风力发电研究领域的有效性。     

双馈变速风电机组低电压穿越控制

当系统中风电装机容量比例较大时,系统故障导致电压跌落后,风电场切除会严重影响系统运行的稳定性,这就要求风电机组具有低电压穿越（Low Voltage Ride Through,LVRT）能力,保证系统发生故障后风电机组不间断并网运行。分析了双馈风电机组LVRT原理和基于转子撬棒保护（crow-bar protection）的LVRT控制策略,在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立了双馈风电机组模型及其LVRT控制模型,以某地区风电系统为例进行仿真计算,分析转子撬棒投入与切除策略及动作时间对实现机组LVRT的影响。     

基于模型预测控制的机侧变流器功率模块结温波动抑制策略

针对双馈风电机组运行在同步转速点附近时,低输出频率使机侧变流器功率模块承受较大结温波动,致使变流器可靠性降低的问题,提出一种结温波动抑制的模型预测控制(MPC)策略.首先,基于双馈感应电机电压和磁链方程,推导功率预测控制模型;其次,构建基于机组最大功率跟踪(MPPT)的目标函数;然后,搭建基于MPC的双馈风电机组电热仿...     

基于变距系统的风电机组并网运行特性的研究

依据风电机组的变桨距控制原理和风电机组的运行特性,建立了转速环和功率环控制的风电机组变桨距控制系统,结合双馈风电机组各部分数学模型,在PSCAD/EMTDC中搭建了风电机组的并网仿真模型。对不同风速段湍流风况条件下的风电机组并网运行特性进行仿真,实现了不同运行阶段下风电机组运行特性的优化控制,并在此基础上分别仿真了阵风干扰和电网故障扰动下风电机组的动态运行特性。仿真结果分析表明,双环变桨距控制系统可以较好地优化风电机组的功率输出特性,在电网发生故障时桨距角的快速动作也可以有效地抑制故障暂态响应的进一步恶化,有利于电网的迅速恢复。     

利用水冷机组全年空调的可行性分析

本文提出了一种可使用水冷冷水机组同时实现夏季制冷和冬季供热的中央空调系统冷热源方案。其在夏季运行时具有水冷冷水机组制冷系数高的特点而冬季又能象风冷热泵机组一样以热泵方式工作。初步分析表明其在中南部地区全年能耗低于风冷热泵机组，具有一定的应用价值，可作为空调冷热源方案的一种新选择。