基于数据驱动方法的风电机组功率优化

风电机组功率与风电产能息息相关,为提高风电产能及其收益,有必要对风电机组功率进行优化。应用前馈神经网络,从历史运行数据中挖掘风电机组功率与风速和控制量间的函数关系,进而提出逐点优化策略和聚类优化策略,用于实现风电机组功率优化,即在已知测量风速时,优化确定风电机组控制量,实现风电机组功率最大化。后者优化策略在前者优化策略基础上,应用K均值聚类方法聚类风速,从而降低优化计算复杂度,利于风电机组功率的实时优化。定义平均功率增益、功率增益百分比和功率增益概率三种指标用于测度功率优化效果。将两种优化策略应用至H56-850型风电机组,将优化后的风电机组功率与历史运行记录进行对比,结果表明,两种优化策略均可有效提高风电机组功率输出。此外,聚类中心数为5的聚类优化策略,能以较低的优化计算复杂度,达到与逐点优化策略相近的优化效果。     

大型风电机组设计的几个原则问题

针对大型风电机组设计问题，介绍了有关大型风电机组设计方面的几种原则考虑，包括：风电机组的界定，功率控制的方法，影响效率的因素，降低工程造价的措施，风电机组能承受的风速，设备维护的注意事项，风轮机结构型式的选择，浆叶数目的确定等；还对曾经发生的故障和已采用的先进设计进行了简单介绍，这对于我国许多单位引进机组实现国产化，以及其它单位的独立自主设计才今后的运行维护都会有很大帮助。     

变速变桨距风电机组的高风速变桨距控制

变速变桨距风电机组由于主要部件风轮机的高度非线性,导致在高风速下不能用常规的PI控制变桨系统.为解决该问题,对变速恒频顺桨调节类风电机组工作点进行了分析和研究,在高风速情况下采用了根据桨距角度的分段 PI 控制方式,在该方式的控制下,风轮机的变桨过程既能保证不同角度下的快速调整,又能保证 PI 控制系统的稳定性;并且最终通过自建的小功率风电试验平台,验证了分段 PI 控制方式的实现效果.试验数据验证了分析结果的正确性.     

考虑风电减载调频的高比例风电电力系统优化调度方法

受制于同步发电机组调频容量和调频速度的限制,风速波动使得高比例风电系统的频率稳定问题日趋严峻.变速风电机组(variable speed wind turbine,VSWT)通过提前减载参与电网调频是解决风电随机性影响的有效方法.VSWT的减载率是影响电力系统安全性和经济性的关键,但受电网调频容量、需求以及风速、机组安...     

考虑机组优化选取的含风电电网滚动优化调度方法

提出一种包含调整机组优化选取策略的滚动优化调度方法。根据负荷及风电超短期预测信息,首先考虑等效负荷(负荷+风电)预测偏差和机组调节容量匹配、机组爬坡量和等效负荷波动量匹配,以及减少外送断面越限原则进行调节机组优化选取。在此基础上,以机组调整成本及弃风量最小为目标,建立优化模型并采用改进粒子群优化算法求解。实际算例表明,考虑机组优化选取的滚动优化调度实现了超短期时间尺度上对负荷及风电预测偏差的自动跟踪调节,提高了发电计划的准确性,同时有效降低了综合发电成本和外送断面功率越限的风险,提高了电网运行的经济性和安全性。     

基于功率追踪曲线切换的双馈风电机组惯性控制策略

提出了一种双馈风电机组惯性响应的控制策略。首先指出双馈风电机组惯性控制的特点,由于其惯性控制在风机功率追踪模块中进行,因而与风力机的输出功率特性相关;然后,对曲线切换惯性响应的形成原理和整个过程进行了详细说明;最后,在仿真软件中进行了双馈机组曲线切换惯性控制的仿真分析,验证了所提出惯性控制策略的有效性和实用性。     

兆瓦级风电机组变桨系统的设计与应用

详细分析了变桨距系统的设计原理和组成,并在此基础上以非线性PID算法为控制核心,用Profibus总线和CAN总线通讯,以超级电容作为后备电源,设计了兆瓦级风电机组变桨距系统,对变桨系统软件开发所涉及的运行模式划分为5类,并将研究结果应用于国内某风场,结果表明该系统满足风电机组对变桨系统位置和精度控制的要求。     

兆瓦级风电机组变桨系统的设计与实现

本文详细分析了变桨距系统的设计原理和组成,并在此基础上以非线性PID算法为控制核心,以Profibus总线和CAN总线作为通信,以超级电容作为后备电源,设计了兆瓦级风电机组变桨距系统,对变桨系统软件开发所涉及的运行模式划分为五类,并将研究结果应用于国内某风场,结果表明该系统满足风电机组对变桨系统位置和精度控制的要求。     

提高大型风电机组恒转速段发电量的变桨策略

常规认为的额定风速以下的恒定最优桨距角在机组恒转速段并不一定是最优的。恒转速段的最大功率跟踪问题等同于特定转速下的气动转矩最大化问题,以提高发电量为目标分析了在两个恒转速段内切向力系数及法向力系数与桨距角的定性关系。分析表明,在恒最低转速段通过合理地正调桨距角可以提升切向力系数并提高发电量,且可减轻轴向推力等载荷;在恒最高转速段通过合理地负调桨距角可以提升切向力系数并提高发电量,但会增大轴向推力载荷;在两个恒转速段内特定风速下均存在其对应的最优桨距角,且最优桨距角随风速单调变化。针对最优桨距角难以直接量化的问题,根据定性分析结果推断出最优桨距角的合理表达式,并给出了表达式中参数的离线辨识方法。最后采用专业软件Bladed中的商用机组实际参数模型,从稳态和动态两方面对恒转速区提高发电量的变桨策略进行了验证,仿真结果很好地证明了分析的正确性,从而更好地指导机组提高发电量。     

计及风电不确定性的风-水短期联合优化调度方法

针对风电并网带来的出力随机性和波动性问题,提出了一种计及风电不确定性的风-水短期联合优化调度方法。首先,以地区风电群为整体,考虑风电出力不确定性导致的预测值与实际值间的偏差,采用模糊聚类方法对风电预测值与实际值进行二次聚类,构建预测值与对应的实际值间的出力情景集合及条件概率分布,将风电不确定性转变为有限个确定的条件情景进行描述;继而,建立多情景风电与水电站群联合调峰调度模型,结合当前风电预测值对应的实际情景及其概率分布,采用基于逐次逼近和关联搜索的水电站群短期优化调度方法进行求解;最后,以西南某地区为例,验证所提方法应用效果。     

风电场箱式变压器铁芯发热故障分析

箱式变压器是风电场进行能量传递的重要设备,针对某风电场连续发生的3起箱式变压器铁芯发热故障,对故障变压器开展油化分析、现场拆解,找到了引起发热的故障点。为对故障原因进行机理分析,采用有限元分析软件ANSYS MAXWELL建立涡流场分析模型,对变压器绕组、铁芯的发热情况进行量化计算。通过分析确定箱式变压器制造工艺存在缺陷,首端低压绕组与铁芯接触过于紧密是导致发热故障的原因。     

超速风电机组的改进频率控制方法

开发风电机组的控制潜力向电力系统提供频率控制成为对风力发电的新要求。传统的针对超速风电机组的频率控制方法没有考虑对风电机组旋转动能的有效利用,缺乏根据风电机组运行状态对频率控制器参数进行整定的方法,尚未充分发挥风电机组的频率控制能力。因此,提出了超速风电机组的改进频率控制方法,将超速风电机组的转子旋转动能用于降低系统频率变化率,超速减载功率用于系统一次调频,提出了考虑风电机组运行状态的频率控制器参数整定方法。仿真结果表明,提出的控制方法能够充分利用风电机组的旋转动能和减载功率提升系统频率控制效果,同时防止风电机组过度响应,有利于风电机组安全运行。     

风电机组大范围脱网原因分析及对策

风电的大规模发展对电网的安全稳定运行提出了新的挑战.本文对近期风电机组出现的大规模脱网的故障过程进行了描述,对故障机理进行了初步分析.根据上述分析,给出了防止风电机组大规模脱网的应对设想.     

面向AGC的变速变桨风电机组有功功率控制策略

随着风电的大规模、高渗透率接入电网,未来的电网调度迫切需要风电电源具备传统电源的有功功率稳定输出特性和调节性能。为此,面向自动发电控制(AGC)的风机有功功率控制(APC)已经成为当前风电机组主控策略的研究热点之一。目前,APC的实现方法主要包括基于桨距角调节的功率控制(PAC)和基于转速调节的功率控制(RSC)。基于对风机能量平衡关系的分析,总结了上述2种APC策略的实现原理,并利用FAST软件对控制方法和控制指令进行了仿真比较。仿真表明:相较于PAC方法,RSC方法具有更为平稳的有功功率输出;而且在低风速时,由于利用风轮的动能缓冲,RSC方法能够有效减少变桨机构的动作频率和动作幅度;但在高风速时,2种控制方法都需要频繁的变桨。此外,功率指令的设定对于APC控制效果的影响也是不容忽视的。     

风电场及机组出力损失计算模型与方法

提出了一种风电场及机组出力损失计算模型与方法。利用风电机组的历史运行数据建立风速、风向与功率间的专家数据库,基于该数据库建立风电机组出力损失计算模型,将机组故障或弃风期间的实测风速和风向代入该模型,计算得出风电机组以及该风电场的实时功率损失及在某时间段内损失的发电量。通过利用现场数据模拟计算,验证了该计算模型与方法的有效性,可对各种原因造成的机组出力损失做出准确计算。该方法既可提高风电场的运行管理水平,还可为风电场参与电网调峰调频提供准确的数据支持。     

PMSG风力发电系统的最优跟踪增益调度控制

在分析了 PMSG (永磁同步发电机)风力发电系统数学模型的基础上,以额定风速以下风能的最大捕获为目标,采用最优跟踪控制方法在系统不同工作点处设计了最优跟踪控制器,采用了一种能够保证稳定性的差值方法以插值增益调度的形式构成 PMSG 风力发电控制系统,并在 Matlab 中建立了 PMSG 风力发电控制系统的仿真模型....     

风电机组中变桨距控制技术的应用研究

在分析电动变桨距控制技术的基础上,针对风电机组具有多变量、非线性等特点,对风电系统的控制采用模糊PID控制算法.该控制算法使发电机输出功率在不同风速下均能保持平稳.最后通过Matlab进行仿真,仿真结果表明系统具有良好的动态性能,而且静态误差小,具有一定的研究价值.     

风力发电研究现状与接入系统后的影响分析

阐述了对风力发电接入系统所带来问题的研究现状,并讨论了风力发电技术接入系统后对电网调度工作的影响。从电压偏差、谐波等方面分析了风力发电系统对电能质量的影响,从无功补偿和故障切除等方面分析了风力发电系统对电网稳定性的影响,从负荷和电源的角度分析了风力发电系统对电网可靠性的影响。     

大型风电机组全功率试验研究与故障分析

文章对风电机组全功率试验台的构建方案进行了比较和选择,研究了试验项目的设计和实施以及保护方式的优化,并分析了试验过程中的故障现象,提出了多种解决措施。通过电气机械等各种技术手段排除故障和消缺,确保被测机组达到设计标准和劳埃德船级社规范,避免出现由于某些部件或设计技术的缺陷而造成的重大损失,为外场的顺利调试和并网发电打下良好的基础。