基于IEC61400-25的智能风电综合控制系统设计

为实现智能电网环境下风电场的信息模型和电网友好型风电场的要求,提出了基于IEC61400-25的智能风电综合控制系统框架,指出了智能风电综合控制系统需解决的关键问题,建立了智能风电综合控制系统的信息模型,分析了电网IEC61970标准中的CIM模型和IEC61400-25风电场模型协调问题,提出了CIM模型和风电场模型的在线适配方法,给出了智能风电综合控制系统中的IED模型设计及信息接口设计方法,并针对智能风电综合控制系统实现中的关键问题提出了相应的解决方案。     

风力发电场监控通讯标准IEC 61400-25及其设计思路

简要介绍IEC颁布的IEC 61400-25标准,给出了系统软件设计的思路。提出了模块化的系统构架;针对三种系统配置方式作出比较分析;为提高系统响应速度进一步讨论了数据存贮和检索的可选方式;最后对系统安全机制做出讨论并提出适当的解决方案     

基于非线性预测控制的风电场功率提升控制

随着大型风电场的快速发展,减小尾流效应造成的风电场能量损失成为研究热点之一。针对风电场实际运行中的风速变化以及尾流延时问题,基于尾流延时模型,建立考虑时间变量的风电场功率预测模型。以风电场输出功率最大化为目标,设计了非线性预测控制器,该控制器采用非线性预测模型,并采用PSO算法对预测时域内的性能指标进行优化,得到各台风机的控制值。基于Sim Wind Farm软件对该控制策略进行验证,并与传统风电场控制策略进行仿真比较,结果表明,这种新控制策略可以有效提升风电场的总体功率。     

基于混合储能的风电场一次调频控制

摘要： 基于机组侧的混合储能装置,提出了风电机组参与电力系统一次调频的方法。针对DFIG风电机组,研究了网侧换流器的附加功率控制方法,并设计了混合储能系统的控制器,可实现混合储能系统对风功率波动的平衡及提供一次调频的功率。针对电网频率变化进行了仿真分析,验证了该控制方法的有效性。     

基于场级偏航控制的风电场尾流敏感性分析

偏航偏转控制有利于减小风机尾流效应,通过场级偏航协调优化减小尾流损失,可使风电场总发电量达到最大化。采用FLORIS尾流代理模型,以各风机偏航角为优化对象,风电场总功率最大为优化目标,进行场级偏航寻优。针对不同风机间距、纵列个数、湍流强度、来流风速和来流风向等多个维度,对比分析了偏航优化对尾流损失及功率提升的敏感性。结果表明：当风电场排布间距小于5D、风机纵列大于3台且仅需优化前5排、纵列机位连线与风玫瑰图主频风向夹角小于15°、风场湍流小于0.1、来流风速位于风机“切入风速+2 m/s”至“额定风速+2 m/s”区间时,场级偏航控制对于尾流优化效果最佳;若仅采用单机偏航控制风向,前排风机保留3°～5°偏航误差有利于风电场整体的发电收益。     

采用混合储能的风电场输出平滑控制

以装备DFIG机组的风电场为例,研究分析了混合储能系统的配置方案。针对风电功率的波动,提出了一种基于频率分解的混合储能平滑控制方法。设计了相应的储能装置控制器,使得一定时间内风电机组或风电场接近恒定的功率,从而体现出常规电源的可控性。针对不同的储能配置方案进行了仿真实验,结果表明采用该方法可以使整个风电场按照调度的指令,在一定的时间范围内,保持输出功率在电力系统调度范围之内。     

基于运行数据的大型风电场建模方法研究

为了研究大型风电场并网对电力系统调度、规划与设计的影响,运用统计学理论对大型并网风电场实时运行数据进行分析,提出一种利用运行数据建立风电场等值模型的新方法.采用数学形态学滤波器滤除风速中各种干扰,通过主成分分析法找出最能表征风电场运行行为的因子,实现对风电场的降阶处理.最后利用支持向量机的方法建立风电场整体模型.该模型...     

适用于风电场的电能质量监测系统

本文介绍了一款适用于风电场的电能质量监测系统。文章对系统功能和电能质量监测算法进行了详细的说明,并结合实际应用,得出该电能质量监测系统的实用性,为后续研究风电场的电能质量问题提供数据依据。     

基于可靠性指标LOLP的风电场容量可信度的研究

介绍了基于可靠性指标LOLP的风电场容量可信度计算方法,同时给出了用于风电场可靠性计算的两种模型———发电机模型和负的负荷模型。利用不同的模型,结合实际算例,得出了一系列的计算结果,并对可能影响风电场容量可信度的一些相关因素作了灵敏度分析。     

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。     

考虑风功率分布特性的风电场变压器选型方法

风电场变压器选取直接影响风电场投资建设与运行的经济性及安全稳定性。针对该问题,以考虑风功率分布规律的思想,指导风电场变压器选型。首先研究风功率分布规律与变压器运行经济性,包括风功率分布的时间与空间特性、单台与双台变压器在不同工况下的运行特性及相互间的对比分析;继而在此基础上,给出风电场初始规划及后期扩建规划中的变压器选型方案,从而使变压器选取达到规划以及运行中的经济最优,在实现其最优化运行的同时亦可提高其运行可靠性。文中依据现场规划中遇到的实际问题构建了具体算例,通过算例说明与结果分析进一步验证了所提方法的可行性与有效性。     

基于神经元网络方法的风电场风电功率预报研究

风电大规模并网使风电对电网的冲击问题越来越凸显,许多地方出现了拉闸限电的情形,随着百万千瓦级风电基地、千万千瓦级风电基地的规划及建设,急需开展行之有效的风电场风电功率预报,来满足风电上网调度的实际需求,利用数值模式预报的风速、风向等预报场及风电场逐时风电功率资料,通过神经元网络方法进行了风电场风电功率预报试验,预报精度与2002—2006年欧洲风能计划中的风电场风电功率预报精度相当。     

IEC标准在风机实际功率曲线测定中的应用

IEC标准在风机功率曲线测定中常被采用,然而实际运营的风电场由于现场条件复杂,各种条件很难达到IEC的标准。为了研究IEC标准在实际风场中的应用情况,按IEC标准方法测定达坂城某风电场中风机的实际功率曲线,并对一些程序进行了适当的简化。经实际测定按照IEC标准测定的实际功率曲线与理论功率曲线比较接近。可见,IEC标准应用于测定风电场实际功率曲线是可行的。     

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。     

基于时间序列模型的风电场风速预测研究

基于时间序列的方法,对风速的长期预测进行了研究,并在工程应用的基础上提出了新的预测思路:首先将风速信号分解成趋势信号和去趋势项随机信号,然后分别用滑动滤波和小波分析这2种方法对分解出的去趋势项随机信号进行数据处理并比较,再用时间序列的方法对趋势项信号和处理后的信号分别进行预测并叠加,得到最后的预测风速信号.结果表明:五项滑动滤波处理数据的方法与Daubechies小波分解法均能实现精度较高的风速长期预测;与小波分解法相比,滑动滤波方法算法的复杂性低,在工程应用上可行性更高.     

含风电场的电力系统潮流算法的改进

为了更好地计算含风电场的电力系统潮流,建立了异步风力发电机的稳态等值简化模型,并对原有电力系统潮流算法进行了改进。改进的算法在雅可比矩阵中引入了异步风力机滑差修正量,修正雅可比矩阵中对应风力发电机节点的元素,并运用MATALB编程实现含有风电场的电力系统潮流计算。将改进后的算法应用于接有风电场的4机11节点测试系统的潮流计算,结果和已有的两种典型潮流计算方法接近,表明改进后的潮流算法有效合理。     

考虑风资源影响的风电场电压波动和闪变评估

风电并网后引起的电压波动和闪变水平可能超出国家有关标准,造成严重的电能质量问题,因此,在风电并网之前需对这两者进行评估。采用了一种新的评估方法。区别于国际电工标准(IEC61400-21)中电压波动与闪变的评估,此方法考虑了风电场的风资源情况对这2个指标的影响。对风电场在不同出力下由阵风引起系统的电压波动进行计算,并用IEC闪变仪计算短时间闪变值Pst。用所提方法和IEC标准对我国某一新建的风电场进行评估。结果表明,所提方法不仅能有效地进行电压波动与闪变评估,而且能更好地考虑风速变化对风电场带来的潜在影响。