极值风速地域性演化及对风力发电机组安全性的影响

风力发电机组根据历史气象观测数据计算确定的多年一遇风速进行设计与选型,若气候模式在其寿命期间发生改变,风速极值分布可能出现明显变化,将对风力机的安全性造成突出影响。为此,选用我国风电开发热点区域5处气象站点近40 a气象观测数据,将其分为前后2段(1973—1992和1993—2012),利用基于广义Pareto分布的跨阈法分别计算了多年一遇极值风速。分析了长时间尺度下气候变化所致多年一遇极值风速的地域性变化规律及其对风力发电机组安全性的影响。通过前后时段和不同地域多年一遇极值风速的对比,分析发现所调研内蒙和山东站点50 a一遇和1 a一遇最大风速均呈下降趋势,长时间尺度上极值风速的变化对风力机安全性有正面影响,而华中地区站点基本持平,长时间尺度上极值风速的变化对风力机安全性无明显影响。     

西沙风能资源评估与“五十年一遇”最大风速分析

利用西沙永兴岛地面气象站1973—2011年风速观测资料,结合威布尔统计分布和典型风机风速功率曲线,估算了西沙代表年的风速、风功率密度、典型风机的利用小时数和年发电量数据。还结合1973—2011年的日极值风速数据,利用跨阈法（peak over threshold,POT）和广义Pareto极值分布模型计算了当地＂五十年一遇＂最大风速。分析结果表明,尽管永兴岛地处深海,但其10 m高度风功率密度不如预期,典型年风能密度不足100 W/m2,且多集中在下半年热带气旋较多时段。此外,永兴岛＂五十年一遇＂最大风速达42.2 m/s,显著高于陆地基准风速27 m/s,需根据IEC标准选取较高型号的风机分型。     

基于风速风向联合概率的输电线路漂浮物故障风险评估

为了精确评估漂浮物对输电线路跳闸的影响,提出了一种以极值风速风向联合概率密度函数(JPDF)为基础,结合线路特征参数和地理环境因素的输电线路漂浮物故障风险评估方法。首先以极值风速及其风向角为双变量计算极值风速风向联合概率密度;其次根据线路特征参数、线路与风向夹角和输电走廊局部环境状况计算故障敏感性参数;最后结合该区域的漂浮物密度计算线路各段在不同月份的跳闸率,从而实现了漂浮物跳闸时空风险评估。以南方某市级输电网络为例,计算其线路漂浮物跳闸率,并根据跳闸率划分风险等级,风险等级与实际运行中线路漂浮物跳闸结果吻合度较高,证明了该方法的有效性。     

浅谈乌兰察布市自动站实时资料质量控制

自动站数据质量控制对于自动站的全面运行是至关重要的，其主要是发现缺测数据、错误数据和对可能存在误差数据的修正，确保自动站数据的准确性。本文主要浅谈如何分析利用乌兰察布市30年整编资料，通过质量控制的研究分析方法，提高数据的准确性质量。通过30年整编资料，得出我市11个旗县市的气候特征的极值和气候特点，如最高温度、最低温度、最高气压、最低气压、温度、湿度、最大风速、极大风速等，在此基础上通过要素允许值范围和气候极限值检查、台站同期气候极值检查、时空间一致性检查、相似性检查和内部一致性检查、最小变率检查等质量控制以后，最后应用人工干预技术提高自动站质量控制的准确性。     

风电场50年一遇安全风速计算方法的对比分析

利用耿贝尔Ⅰ型极值概率法和Meteodyn WT软件（CFD模型）,结合气象站与风电场的风速关系,推算了不同复杂程度的风电场轮毂高度处50年一遇的安全风速,并将计算结果进行对比分析。分析结果显示：2种方法计算得到的风电场极大风速存在一定的差别;对于平坦地区,耿贝尔Ⅰ型极值概率法计算得到的极大风速与Meteodyn WT推算结果相差较小,但对于一些复杂地区,2种方法计算得到的极大风速结果相差很大。     

基于塔线体系模型的沿海输电铁塔抗风性能研究

提高输电线路的抗风能力一直是沿海地区电网建设的重要任务。为研究沿海地区输电铁塔的抗风性能,采用极值III型威布尔分布,结合海南省海口市气象站监测的年最大风速序列,推算出了当地50年重现期内的极值风速,并利用石沅台风风谱进行了风速脉动风的模拟;然后根据当地一基铁塔在ANSYS中建立了一塔两线模型,进行风致动力学分析。分析表明:在脉动风作用下,主材最大轴力达到97.1 k N,已经超过了塔材轴向压力设计值71.9 k N,当考虑风载荷的脉动放大效应时,动态分析和静态分析的轴力极值之比超过了2倍。塔材受压失稳是铁塔发生结构破坏的主要因素,需要充分考虑脉动风的放大效应,按照静风等效作用进行沿海地区输电线路的设计很有可能导致构件受压失稳,严重时,甚至会发生倒塔事故。     

内蒙古电网风区分布图绘制及应用原则

内蒙古西部地区架空输电线路设计依据典型气象区域风速取值,不能有效指导架空线路防风设计工作.对此分析了内蒙古电网风害故障分布特征,统计蒙西地区近30年气象数据,采取极值Ⅰ型分布概率模型计算得到了内蒙古电网30年、50年和100年重现期最大风速,提出了内蒙古电网风区分级标准,绘制了内蒙古电网风区分布图.在此基础上,针对不同...     

河北张北柔性直流电网试验示范工程获得国家核准

<正>近日,国家发展和改革委员会正式印发《关于张北柔性直流电网试验示范工程核准的批复》,核准建设张北柔性直流电网试验示范工程。该工程建成后,将成为世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流电网工程。张北柔性直流电网试验示范工程新建张北、康保两个送端,丰宁调节端和北京受端共4座±500kV柔直换流站,新增换流容量900万kW;新建张北—康保—丰宁—北京—张北四端柔直环网     

风暴灾害下电力断线倒塔概率预测

提出了基于极端学习机(Extreme Learning Machine,ELM)和广义极值(Generalized Extreme Value,GEV)分布的风暴灾害下输电线路断线概率预测模型。该模型首先针对极端风速,通过ELM网络的训练学习,预测出实时变化的风速;随后从概率的角度考虑实时变化的电力线风荷载极值,提出电力线风荷载的实时广义极值分布;从而实现风暴灾害下输电线路的实时断线概率预测。结合输电线路的历史数据展开算例分析,验证了该预测方法的有效性和准确性。     

750 kV 金昌-安西送电线路工程玉门段设计风速的计算分析

利用玉门镇气象站1955—2007 年风的基本资料,分析了750 kV 金昌—安西送电线路工程玉门镇段的平均风速、最大风速、大风日数、各风向频率及最大风速、大风危害等风的基本特征。建立了玉门镇气象站1955—2007 年的逐年最大风速序列,通过对序列资料的一致性审查,发现从1990 年开始气象站风速明显减小。通过与线路较近的未受城市化影响的风电场测风塔的风速资料的比较,采用线性回归法求出了两者的相关关系,用此关系对玉门镇1990 年后的风速资料进行了修正,构成了53 年完整的相当于空旷地上的年最大风速序列。根据建筑设计规范采用极值I 型曲线,用修正的序列推算出玉门镇气象站不同重现期（100,50,30 年）10 m 高处10 min 平均年最大风速（基本风速）分别为33.1,31.5,30.3 m/s。     

基于小波分析的青狮潭水库降水量变化规律研究

为了研究桂林青狮潭水库降水量变化规律,选取青狮潭水库(站)42年实测年降水量和汛期降水量资料,运用Moelet小波对其丰枯交替的时间尺度和突变点分布及周期进行多时间尺度分析。研究结果表明:青狮潭水库年降水具有8年和24年左右的明显周期,在未来3年将出现降水量偏多过程;汛期降水存在8年和26年的主要周期,在未来3年将经历降水量偏少的过程。降水量变化规律研究效果显著,但是对于综合因素的影响还有待于进行定量化的研究。     

永磁直驱风电机组一次调频特性分析

由于采用全功率变流器实现机械和电磁系统的解耦控制,永磁直驱风电机组不能对电网频率变化进行响应。为了使永磁直驱风电机组具备一次调频能力,采用转速和桨距角相结合的协调控制策略,并根据不同的风速条件,制定了低风速、中风速和高风速3种模式。在低风速时,采用减载运行至90%最大功率曲线和下垂控制相结合的控制策略;在中风速时,采用转速和桨距角结合的协调控制策略;在高风速时,采用减载运行至90%最大功率曲线和桨距角相结合的控制策略。以上控制策略可以使永磁直驱风电机组有效参与电网的一次调频。最后通过仿真结果验证了永磁直驱风电机组协调控制策略的有效性。     

南海诸海岛风能资源评估及其风机选型

针对南海亟待发展风力发电、支持海岛开发建设的需求,搜集整理东沙、西沙、南沙共6处海岛气象数据进行了风资源评估和风机选型。运用双参数Weibull分布评估了各站点的风资源情况,结合多种小型风力发电机组的风速功率输出特性曲线,估算了不同风力发电机组的容量系数;还结合基于广义Pareto极值分布模型的跨阈法,利用极大似然估计法计算各站点五十年一遇最大风速。分析结果表明,南海风资源分布和最大风速均具有显著的地域性特征,位于南海南北两侧的东沙岛和人骏滩风资源条件优越,而中部的永兴岛、珊瑚岛、太平岛和南子岛风资源相对贫乏;此外,受热带气旋纬向活动规律影响,最南沿人骏滩的五十年一遇最大风速仅为35 m/s,远低于其他岛礁。     

风速数据奇异点辨识研究

保证风速数据的真实性与可靠性,可以有效地提高风电功率预测精度。针对风速信号中包含奇异点,采用基于小波模极大值的方法进行辨识。该方法将阈值判定与李氏指数相结合,首先,求出小波分解后细节系数的局部极值点,由于奇异点的高频分量很大,因此利用阈值对奇异点的位置进行初步判定;然后,寻找各尺度局部极值点的传播点并绘制模极大值线,从而求得李氏指数α,当李氏指数α<1时,判定该点为奇异点;最后利用自回归滑动平均法ARMA（p,q）对奇异点进行修正。研究实例表明,所采用的基于小波模极大值的奇异点辨识方法,能够准确的判断出信号的奇异性以及发生的时刻,并且能够有效地修正奇异点的值,从而保证风速数据的可靠性,具有一定的实际应用价值。     

湖南电网风区分布图的绘制与应用

运行经验表明,风灾故障对电网安全运行的威胁日趋严重,但在抗风设计、改造中所采用的典型气象区域风速分级标准较为笼统,缺少相关数据,不能有效地指导架空输电线路抗风灾工作。研究了湖南电网风灾故障分布特征,对湖南近30年气象数据进行了统计和对相关标准进行了修正,采取极值I型分布概率模型完成了湖南电网30年、50年和100年重现期最大风速统计,提出了湖南电网风区分级标准,完成了湖南电网风区分布图的绘制,得到了湖南风速分布情况。在此基础上,给出了湖南电网风区分布图的应用原则和建议,可为架空输电线路抗风灾设计、改造提供依据,给电网防风灾提供技术支撑。     

基于Nakagami分布的风速概率分布拟合研究

准确地拟合风速概率分布对估算潜在风场所蕴含的风能有着重要的作用。本文引入了二参数Nakagami分布对美国西部涵盖沿海、海岛和内陆的八个站点风速数据进行拟合,并对比瑞丽分布、伽马分布、威布尔分布、对数正态分布、广义极值分布以及Johnson SB分布,使用决定系数、均方根误差、误差平方和以及Kolmogorov-Smirnov四个拟合指标进行校验。Nakagami分布与参数较少的瑞丽分布、伽马分布、逻辑对数分布以及威布尔分布精度进行比较,Nakagami分布在八个站点的四个拟合指标均值中取得最优的拟合精度。与三参数的广义极值分布以及四参数Johnson SB分布进行拟合对比,Nakagami分布在四个站点获得最优精度。根据风速数据的统计结果,当站点的平均风速低于3m/s时,Nakagami比其它分布获得了更高的拟合精度。考虑Nakagami简便的计算以及较高的精度,Nakagami分布在拟合风速概率分布领域更具优势。     

同走廊两回±800kV直流线路地面合成电场研究(英文)

同走廊两回±800 kV直流线路不久将在中国出现,需要对该种线路的地面合成电场进行研究,为工程设计和环境保护提供技术依据。对同走廊两回直流线路极导线按不同方式布置时的地面合成电场进行模拟试验,获得了其横向分布规律。给出一种同走廊两回直流线路地面合成电场的计算方法,该方法考虑了影响此种线路地面合成电场的多种重要因素,模拟试验验证了所提计算方法的有效性。采用该方法分析了同走廊两回±800 kV直流线路地面合成电场的分布特点。结果表明:不同的极导线布置方案不会显著影响同走廊两回直流线路地面最大合成电场的大小,但会影响其分布位置;同走廊两回直流线路地面最大合成电场的绝对值与单回直流线路运行时差别不大;两回±800 kV直流线路同走廊临近架设与相距较远距离架设相比,能大幅减少线路走廊宽度和工程拆迁费用。     

直驱永磁同步风力发电机动力学特性仿真分析

为了研究直驱永磁风力发电机的混沌特性,通过建立永磁同步电机的混沌模型,从理论上分析了电机在某一参数改变时系统从电压稳定到崩溃的发展过程。在MATLAB中进行编程研究永磁同步电机的混沌特性,在PSCAD/EMTDC中,搭建直驱永磁风力发电机模型,对直驱风力发电机随着风速改变而引起的电压崩溃现象进行了时域仿真,与混沌特性比较,验证正确性。仿真结果表明,在系统参数匹配的条件下,当风速达到临界值时,电机出现无规则振荡,电压忽高忽低乃至崩溃,严重影响电机的并网稳定性。     

输电线路覆冰与微气象参数和覆冰时间的研究

微气象对输电线路覆冰形成有着决定性的影响,而目前存在覆冰与微气象的相关性研究不全面、不深入的问题,因此研究与分析输电线路覆冰形成与微气象对防冰抗冰工作具有重大意义。针对上述问题,基于覆冰与微气象环境试验,采用控制变量法分别研究了覆冰质量增长与环境温度、风速、降水量及覆冰时间的关系,结果表明:覆冰质量增长与环境温度、风速及降水量呈类似抛物线的函数关系,同时这种关系也决定了必然存在一个最有利于形成覆冰的环境温度值、风速值及降水量;并且在相同的微气象条件下,覆冰增长速度保持恒定,与覆冰时间无关,仅与微气象参数的改变有关。     

变压器绕组频率响应数据的图块频点分析法

频率响应分析法是诊断电力变压器绕组变形的重要方法。经验丰富的专业人员通过对频率响应数据图谱的定性分析,可以较准确地判断绕组变形。文中首先对频率响应数据的定性分析方法进行了总结;然后根据频率响应数据定性分析的特点,将数学形态学引入频率响应数据分析中,研究了频率响应数据幅值差异的量化分析方法,定义了频点域的概念,将频率响应数据的极值点分为匹配极值点、偏移极值点、缺失极值点和多出极值点,研究了频率响应数据极值点的量化分析方法;最后提出了频率响应数据的图块频点分析法,将频率响应数据图谱定性分析的要点用数学的方式表达出来,实现了对频率响应数据的量化分析。经过实例验证表明,该方法可以取得较好的诊断效果。