基于SCADA数据的风电机组群尾流效应计算与验证研究

准确评估风电机组尾流导致的发电量损失是风电场设计的重要环节。基于高斯尾流模型,根据动量守恒,引入有效风速衰减计算叶轮面内风速衰减,利用国内某海上风电场SCADA数据,从径向和轴向尾流损失分布两方面进行验证和分析。结果表明,高斯有效风速衰减尾流模型模拟的尾流分布更符合实测尾流损失规律,径向和轴向模拟结果与实测结果相关性超过0.92,有效风速衰减法的精度比叶轮中心风速衰减法提升30%～40%;与Jensen和Frandsen模型相比,高斯有效风速衰减尾流模型的表现更为稳定,有效风速衰减法提高了高斯模型计算精度,更适用于风电场产能评估。     

基于叶素理论的非稳态风轮转矩模型

基于叶素理论,建立在风剪切、风尾流以及塔影效应影响下5 MW风力机叶片转矩特性数学模型,采用分段差分方法拟合风力机升力系数和阻力系数,采用动态尾流模型和差分算法计算诱导速度,通过设定风速得出了叶轮转矩、机械功率等仿真结果,仿真结果验证了理论分析的正确性。研究结果对独立变桨控制器的设计具有参考价值。     

考虑大型变压器退运的电力系统连锁故障风险评估

针对大型变压器突然退运造成的潮流转移问题,提出考虑大型变压器退运的电力系统连锁故障风险评估方法,即先利用变压器在线监测技术对变压器的老化失效和偶然停运进行分析,建立变压器失效模型;然后,从系统能量和结构角度对潮流转移支路状态进行评估,定义了能量转移因子和支路传输能力因子,并结合连通率和失负荷率指标,得到元件风险集;最后,根据连锁故障阶段模拟和自组织临界状态辨识方法,对连锁故障演化路径进行了全面预测。仿真结果验证了该方法的可靠性,可为能源互联网下的电网安全调度提供参考。     

基于调峰能力分析的电网弃风评估方法及风电弃风影响因素研究

  [目的]  由于风电出力的间歇性、随机性和反调峰特性,大规模可再生能源风电并网造成京津唐地区冬季供热季弃风现象愈加严重。  [方法]  为了能够定量研究电源调峰、联络线外送等弃风因素变化时对电网弃风的影响情况,从而准确衡量不同情形下电网对风电的接纳能力,文章从系统调峰的角度,以电热负荷平衡约束、机组出力约束为条件建立风电弃风评估模型。  [结果]  对京津唐电网弃风情况的模拟结果表明,常规电源调峰越深、联络线外送深度越小,系统接纳风电出力的空间越大;而过快的风电装机容量增长速度和较高的热电机组供热比率,会抑制风电出力,从而导致弃风。  [结论]  因此,可通过激励系统中常规电源积极主动进行调峰、控制联络线外送峰谷差和热电机组出力范围来提高系统接纳风电的能力;而根据未来规划水平,选取某一比例的风电装机容量增长速度,即可确定最佳的风电并网规模,控制弃风电量在一定水平内。     

基于风资源评估不确定性分析的风电有效出力计算模型

随着区域电网内风电消纳的相关研究的不断深入,风电场出力的空间特性和概率特性分析越来越重要.基于实际运行风电场历史出力数据的常规分析方法,其结果易受运行年份风速波动影响,存在计算结果不准确的缺点.针对上述方法缺点,文中提出基于风资源评估不确定分析的风电有效出力计算模型,以河南省不同区域的三个典型风电场为例,分析风电场出力...     

基于RBF-BP组合神经网络的短期风电功率预测研究

为提高风电输出功率预测精度,提出一种基于RBF-BP组合神经网络模型的短期风电功率预测方法。在考虑尾流等因素影响的基础上,对风速进行预处理。根据相关历史数据,建立RBF-BP组合神经网络短期风电功率预测模型,对风电输出功率进行预测。仿真分析结果表明,该预测方法能有效提高风电输出功率预测精度。     

基于浪涌试验波形评判牵引电机故障方法研究

通过对浪涌试验波形差异的比较分析,阐述了查找牵引电机线圈绝缘故障和铁心缺陷相应位置的检测方法,并对不可修复性缺陷提出有效的处理方案.     

基于风电机组功率曲线的故障监测方法研究

为了最大限度地减少风机停机时间和提高风机发电量,基于风机功率曲线特性,结合多元统计Hotelling T~2控制图,提出了一种风力发电机性能及故障监测方法。首先,根据SCADA系统历史数据集,应用粒子群算法(PSO)寻优最小二乘支持向量机的模型,构造风电机组参考功率曲线。然后,计算风场各风机功率特性的多元峰度、多元偏度,将其偏离参考曲线的程度作为评估风力发电机性能的指标。最后,监测风机发生故障的时刻,引入用于监测风机的Hotelling T~2多变量质量控制图。将该方法用于某风场1.5 MW级风力发电机,实例表明,该算法可以有效地对风电机组状态及故障进行监测,为风电机组的故障识别及分析提供了一种新的方法。     

基于风电机组状态的超短期海上风电功率预测

提出一种基于风电机组状态的超短期海上风电功率预测模型。首先,综合考虑海上环境因素以及风电机组部件间的相互作用建立指标的预测模型,以长短期记忆神经网络的预测误差作为监测指标的动态劣化度;然后采用模糊综合评价法对风电机组的运行状态进行评估,依据评估结果对风电机组历史运行数据进行划分;最后根据分类后历史运行数据建立基于机组状态的超短期风电功率预测模型。结合国内某海上风电场实例数据进行分析,算例结果表明所提方法可有效提高风电功率预测精度。     

基于分离涡方法的定日镜风效应研究

选用RANS湍流模型、大涡模拟与分离涡模型等计算流体动力学(CFD)方法,应用由新的湍流脉动流场产生方法DSRFG(discretizing and synthesizing random flow generation)模拟风场实际的湍流边界条件,对定日镜结构的风压分布及流场进行分析.将数值模拟结果与风洞试验数据进行...     

基于运行数据的风力发电机组功率特性分析

针对实际1．5MW风电机组．通过获取反映机组运行性能的实测风速、功率等数据,采用Bin方法对数据进行处理后,获得风电机组的功率曲线,并将其推广到机组风能利用曲线的提取。通过计算得到了2台机组的实际运行功率曲线、风能利用曲线及其标准差值．对风电机组的运行性能进行了对比分析和评估。     

采用时间序列预测风电场出力

基于时间序列的方法,采用自回归滑动平均(ARMA)模型进行短期风速预测;考虑风力发电机组排列布置时尾流效应的影响、风电场址地面粗糙程度、空气密度、风向变化以及不同型号风机功率特性的差异等因素,采用Jasen尾流模型建立了大型风电场的综合模型。结果表明,合理的风电场布置方案有利于减小尾流效应的影响,从而提高风电场出力。     

双风力机风向变化时尾流及阵列数值研究

为有效利用风力资源和土地资源,使风力机间的尾流影响降到最低,采用Fluent 6.3软件,对不同排列情况下固定距离的两台风力机进行了数值模拟,通过比较单机风力机及不同角度布置下两台风力机的输出功率和流场分布,对风力机间相互影响造成的功率损失进行了分析.结果表明：运行中的风力机相互之间存在尾流互扰现象,导致下风向风力机功率损失;串列布置时,下风向风力机叶轮对上风向转子的发散状尾流具有收敛作用,由于受其尾流影响,功率明显降低;随着风向发生变化,下风向风力机移出上风向风力机转子尾流阴影,其功率逐渐增加,所以机组间距离须与当地盛行风向变化范围成正比.     

风电场风力发电机组塔架基础设计研究

基于广东徐闻洋前风电场工程,对风力发电机组塔架基础设计进行研究。通过合理的设计优化,在基础形式、桩型、稳定性等方面采用了独特的思路和新工艺。     

基于设备状态与调度运行的电网风险评估方法及应用

电网风险辨识评估对于降低电网风险水平,保证电网安全稳定运行意义重大。考虑不同电力设备故障影响因素,分别构建环境暴露型和环境封闭型设备故障率模型。基于蒙特卡洛抽样模拟确定系统状态概率,并采用最优切负荷模型确定系统故障负荷损失。为进一步分析电网停电对不同用户区域产生的影响,构建考虑地区用户分类的单位停电损失函数,从而计算停电导致的不同损失后果。结果表明,停电损失由大到小排序为以服务业为主的中心城区、以工业和居民为主的城市副中心、高能耗工业聚集的城市郊区。风险评估结果贴近实际情况,具有一定的推广应用价值。     

Analysis of Short Circuit Faults in a System Fed by Wind Turbine

Short circuit and ground failures that are quite common in power transmission lines are investigated. These failures are designed considering a system that is supplied by this wind system, and analyses are interpreted. In the study, a system is set up and it is fed by the wind turbine. Furthermore, the mathematical model of wind turbine and generator is prepared and the results obtained from the simulation are evaluated. The short circuit and ground fault analyzes were performed separately for each of the three phases. ATP （alternative transient program）-EMTP （electromagnetic transients program） program is used in the analysis and the results obtained were found to be quite compatible.     

基于弱磁控制的5.5MW风力发电机组过载性能的研究

为进一步提高5.5 MW高速永磁风力发电机组（WTGS）电气系统的过载能力,在建立弱磁控制数学模型的基础上,详细研究基于弱磁控制的5.5 MW WTGS过载性能。根据当WTGS遇到阵风时,风机无法及时回桨导致风机超速过载的特性,本套电气系统采用了弱磁控制。利用弱磁控制可以及时调节永磁同步发电机（PMSG）定子电流的优点,既提高输出功率和增加转速范围,又降低过载时过电压、过电流对WTGS电气系统的危害。通过某5.5 MW WTGS电气系统的过载试验,验证了在高速永磁类风机的过载性能方面弱磁控制有明显的优势。     

基于MATLAB的风力发电机组建模和仿真研究

变桨距控制技术是风力发电机组提高对风能的利用的有效方法,由于外界环境的随机性和控制变量的多样性,风力发电系统是一个非线性的系统,其数学模型的建立和仿真是一个难点。本文基于Matlab软件平台,采用机理建模法建立了风力发电机组的各个分系统的子模型,组合成整个机组的数学模型,并采用PID控制算法实现风力发电机组在不同风速下对风能利用的最大化,仿真结果验证了系统模型和控制算法的正确性,为风机控制的创新奠定了理论基础。     

基于DSP的风力发电机多点温度监测系统设计与实现

针对风力发电机组运行环境恶劣,需要对风机的塔底控制柜和机舱控制柜等关键部位进行多点温度采集,根据单总线多点温度监测系统的设计方案,采用TMS320F2812数字处理器为核心,设计开发了基于CAN总线的在线温度监测系统。将该套系统应用于东北某风力发电厂后发现系统的稳定性、实时和可靠性较好。     

双馈风力发电系统最大风能追踪控制的研究

在分析了风力机功率特性和DFIG运行特性的基础上,通过对双馈机转速控制进行最大风能追踪具体过程的深入研究,提出了一种基于最大风能追踪的双馈电机有功、无功功率的解耦控制方法。建立了基于发电机定子磁链定向矢量控制的双馈风力发电系统最大风能追踪系统模型,并利用PSCAD/EMTDC对其进行仿真,结果验证了控制策略的正确性。