基于迭代自适应方法的风机变桨系统优化控制

基于PID控制原理的风机的变桨控制系统在极端风况下调节性能较差,提出一种针对风电机组变桨系统的自适应控制算法,以优化风机在极端风况下的发电性能。利用最优控制原理,风机变桨的控制系统开发基于迭代的自适应控制算法,使风机在满发的情况下适应不同的工况,减少风机的故障,保护停机频次,提升风机的发电性能。通过在Python环境中搭建风机模型和变桨控制策略的模拟算法,验证自适应控制算法的有效性。     

分频风电系统频率控制策略研究

综合考虑最大化的利用风能和设备成本,以及风电场的尾流效应,提出了一种如何确定分频风电系统低频侧频率的最优给定值,并通过实际算例验证了频率选定方法的合理性。     

风电机组叶片桨距角安装偏差故障诊断

研究了风电机组叶片桨距角安装偏差对风轮气动平衡的影响。首先,在GH Bladed软件中对陆上某5 MW风电机组单叶片桨距角安装偏差进行模拟,分析机组单叶片存在不同偏差角时机组的动态响应;其次,分析叶片桨距角安装偏差对机组叶轮转速、叶尖变形量和叶根弯矩等参数的影响规律,提出一种风电机组桨距角安装偏差方向的识别方法;最后,计算机组安全运行时所有工况下的时域机舱轴向加速度,并将时域信号转为频域信号进行频谱分析,基于分析结果提出了一套以实测数据中平均风速、机舱轴向加速度1P与3P处幅值之比的频谱特性为判定指标的风轮叶片桨距角安装偏差精准识别方法,该方法对于实际应用中利用机舱振动数据检测风轮不平衡提供了思路。     

风速差异条件下的风电场自适应频率响应控制方法

提出一种适用于大型风电场的自适应频率响应控制方法,使风电场能参与电力系统频率调节.低频事件发生后,每台风电机组的下垂控制系数均根据其本地实时风速和功率裕度呈反比例自适应调节.高频事件发生后,每台风电机组的高频响应控制增益随其本地实时风速自适应调节.由此,风电场频率响应支撑功率可自适应的在多台风速各异的风电机组之间实现合...     

Current situation and development of wind power in China

The current development of wind power in China was presented in this paper. Many regions such as Xinjiang Uygur Autonomous Region, Inner Mongolia Autonomous Region and southeast coastal region, etc. in China have abundant wind energy resource. At the same time, the utilization of wind power in China has been developing quickly and its prospect is promising in spite of many some obstacles. With the implementation of the Renewable Energy Law, some previous obstacles have been or are being eliminated. Much investment and many enterprises start to enter this field. In spite of this, there still exist some financial and technological obstacles. One of the technological obstacles is the stability of local power grid owing to the increasing proportion of the wind power capacity. Because the centralized development mode of wind power was adopted, the quick fluctuation of wind speed will influence the voltage and frequency stability of local power grid. In addition, large wind farm has little dispatching ability because of the uncontrollability, randomness and fluctuation of natural incoming wind. To erase these obstacles, a novel hybrid power system combining wind farm and small gas turbine power plants is discussed.     

限出力条件下风电场集群有功功率优化分配方法

受电网建设与风电场建设不协调、外送通道输送能力不足等因素影响,风电场弃风问题日益严峻,且短期内无法得到有效解决。结合中国大规模风电基地开发建设特点,建立了一种基于超短期功率预测的限出力条件下的风电场集群有功功率优化分配方法。该方法将限出力条件下的风电场集群有功出力最大化、线损最小化作为目标函数,将系统安全、风电场输出功率、风电机组频繁启停、低预测功率作为约束条件,并计及了联络线上有功功率损耗以及超短期有功功率预测误差的影响。以中国西北地区某风电场集群进行的算例分析验证了方法的有效性和可行性。     

电网区域化综合测风系统在风电开发中的应用研究

以实现高精度、大区域范围的风能资源评估和风电功率预测为目标,分析了基于电网建立区域化综合测风系统的必要性,并研究了风电测量与功率预测控制系统的主要性能。该系统可为区域风电科学规划、大型风电基地的建设、风电场和电网的可靠运行提供技术指导和支撑。     

大规模风电场对电力系统稳定性影响的研究

风电机组由于其自身特点,风电机组与传统发电机组有不同的稳态和暂态特性,大规模风力发电接入电网后,电网的电压稳定性、暂态稳定性及频率稳定性都会发生变化。主要针对基于普通异步感应电机和基于双馈式感应电机风电机组的风电场对电网稳定性影响进行深入研究,使得对风电场接入电网后,给电网稳定性带来的问题有更全面、更深入的认识,有利于我国风力发电快速、健康发展。     

风电场调度自动化系统的设计与应用

本文结合风电场及风电机组自身所具备的调节能力和运行特点,论述风电场调度自动化系统的设计思路,引入AVC(自动电压控制系统)、有功功率控制系统、风电功率预测系统及其他风力监测和报警等辅助系统,建立风电场与电网系统良好的调度方式,从而使风电场切实参与到电网调度和系统安全稳定的维护中。     

酒泉地区风电场风电功率预报研究

利用NOAA天气预报模式Weather Research andForecasting Model(WRF)结合统计订正方法对酒泉地区短期风电功率预报进行了预报实验。与实际出力比较24 h短期风电功率预报精度较高。并在此基础上利用风电场附近测风塔观测数据通过时间序列发进行了0~4 h超短期预报实验,预报结果显示0~2 h预报结果有利于运行调度。     

基于叶素理论的风力机组建模与仿真

基于叶素理论建立了风力发电机组空载状况下的数学物理模型,以攻角为控制对象设计控制器,在此基础上,以Matlab/Simulink为工具,建立了系统仿真模型,采用"试凑法"选择PI控制器的参数,通过设定风速分析了风力发电机组的运行特性,仿真结果验证了理论分析的正确性。该研究对控制器的设计具有参考价值。     

海上风电MMC-HVDC联网系统控制策略

该文提出提升海上风电场联网运行性能的高压柔性直流输电系统功率控制策略。采用附加频率控制保持风电机组机械功率和电磁功率的平衡,定交流电压控制维持风电场交流侧电压幅值和相位恒定;提出注入三次谐波调制信号的换流站功率运行区间优化方法,有效防止风速突变引起风电机组输出功率超过额定值而导致的换流站闭锁事件,并采用PR控制器对三次谐波调制信号所引起的高次谐波进行抑制。通过数字物理混合仿真系统,构建8台双馈风电机组的风电场通过柔直联网的系统模型,仿真结果表明设计的控制方法具有良好的动态、稳态特性。     

新型变桨风力机结构设计与性能分析

为满足分布式电网发展要求,提高小型风力机风能利用率,防止大风条件损坏风力发电设备,文章设计了一种应用于小型风力机的新型主动统一变桨调节装置。文章介绍了装置的基本构造与工作原理,利用熔融沉积3D打印技术制作小比例模型验证了变桨装置的可行性,并通过数值模拟方法对功率输出性能及风轮载荷进行了模拟分析。模拟结果表明:通过适当调节桨距角大小,可有效控制风力机输出功率保持在额定功率值附近,且高转速条件下增大桨距角对功率输出性能有较强抑制作用;叶片应力集中区域主要在叶根及叶片中部靠近前缘部位,在功率调控过程中,随着桨距角与风速的增加,应力集中区域由叶中向叶根转移,最大应力值总体呈下降趋势。     

计及系统调频需求的风电场有功调整方法

随着风电并网容量的快速增加,风电功率的波动性与随机性给系统调频控制带来的困难也更加突出。从风电场参与系统调频控制的角度出发,结合风电场和风电机组调节特性以及系统频率分级调整的特点,建立一种适用于大规模风电并网系统的风电场及其风电机组有功功率分级控制框架,并提出基于系统实时频率偏差的风电场及其风电机组有功调控算法。仿真结果表明,该方法能够使得风电场根据系统调频需求快速调整有功功率输出,从而缩短频率异常时间,给系统的频率稳定提供有效的支撑。     

风电高渗透率下中长期时间尺度系统频率波动仿真研究

随着风电渗透率地不断提高,风电并网对电力系统频率稳定的影响越来越大。鉴于已有的电力系统仿真软件对仿真互联电网短期和中长期频率控制不能很好地满足要求,且各种类型发电机组的数学模型也是根据需要建立,因此提出了建立基于准稳态法利用MATLAB编程实现的中长期时间尺度频率波动仿真系统。该系统能够提供风电场、水电机组和火电机组参与系统频率控制数学模型,区域电网联合频率控制数学模型,并且能够进行系统备用调整容量分析和AGC性能监视。