面向可及度的海上风电机组维修策略研究

为降低海上风电机组运维成本,考虑海上天气情况对维修活动的影响,采用马尔可夫法和动态时间窗描述海上天气情况,提出可及度指标评估海上风电机组的维修可及性。采用机会维修策略对机组关键部件开展维修优化,并以周期内成本期望值最小为目标函数,对机组关键部件的机会维修役龄与预防性维修役龄进行优化。最后以某海上风电场机组为例进行仿真分析,结果表明采用机会维修策略比役龄预防性维修策略的维修成本降低了10%,证明了机会维修策略在考虑海上天气因素制约的海上风电机组维修优化方面的有效性与优越性。     

基于组合变权理论的风电机组状态评估

为了准确把握风电机组的真实运行状态,发现故障并提早预警,提出基于组合变权理论的风电机组状态评估方法.根据对风电机组监控系统相关参数的分析,确定含有23项指标的状态评价体系.基于组合赋权方法确定23项指标的权值,利用变权理论修正权值,引入劣化度分析状态监测数据的偏离程度,建立风电机组评估流程.结果表明,所提方法的权重分配...     

我国海上风电机组的现状与发展趋势

随着风力发电技术逐步走向成熟,海上风电占比不断扩大,掌握海上风电机组的现状与发展趋势,有助于加快我国海上风电的部署。结合已有的研究成果,综合考虑了我国海上风电机组的容量变化、海上风场分布等因素,对海上风电机组的现状与发展趋势展开了分析。结果表明,我国未来将会向更大风力发电机组容量和更深海域发起挑战。海上风电技术的发展将呈现机组吊装便捷化、叶片制造技术以及传动系统性能持续改善、传统三相海上风电机组向多相化海上风电机组转变、漂浮式基座和输电环节不断创新、数字化和人工智能投入应用的趋势,并在新的发展趋势下提出了对策和建议。     

中国海装海陆风电齐发展

正中国船舶重工集团海装风电股份有限公司在海上风电领域和陆上风电机组研制领域均取得了重要进展,实现了海陆风电齐发展。9月8日,中国海装华能如东海上风电项目20台5MW机组全部完成调试并网。据介绍,此次完成并网的5MW风机是我国首个完成海上低电压穿越测试、首个获得设计认证和型式认证、首个具有自主知识产权并批量生产的海上风电机组。该项目的顺利并网,标志着中国海装在海上风电领域取得了阶段     

海上风电运行维护策略研究

海上风电场运行维护费用约占总发电成本的25%~30%,这在一定程度上制约了海上风电产业的发展.分析了海上风电运行的维护成本,阐述了计划维护、状态监测、事后维护等海上风电机组的维护策略,并对比其优劣,对后续研究方向进行了展望.     

湍流强度对风电机组疲劳等效载荷的影响

风电机组疲劳载荷直接关系到风电机组的寿命与结构安全。湍流强度对风电机组载荷的影响,已有文献运用仿真的手段进行了描述,但是未见有不同湍流强度工况下的理论以及载荷实测数据分析。分析了湍流强度对风电机组机械载荷的影响,并以某1.5 MW风力发电机组载荷测试数据为例,对相同风速不同湍流强度情况下的载荷数据进行分析。基于疲劳等效载荷以及相关系数法,研究湍流强度对风力发电机组疲劳等效载荷的影响。运用GH BLADED软件,对相同风速不同湍流强度下的风电机组载荷进行仿真计算,验证湍流强度与风电机组疲劳等效载荷之间的内在相关性。测试数据与仿真结果均表明,风电机组结构部件疲劳等效载荷与湍流强度强相关,且随着湍流强度的增加,疲劳等效载荷也随之变大。     

海上风电经VSC-HVDC并网改进频率控制策略

大量海上风电接入电网导致系统等效惯量降低,系统频率稳定将面临挑战.由于海上风电场与柔性直流输电系统(VSC-HVDC)具有潜在调频能力,针对海上风电经柔直并网系统提出一种改进协调频率控制策略.在海上风电机组与柔性直流输电系统采取虚拟惯量控制的基础上,对岸上换流站附加功率-电压辅助控制,弥补因风电机组虚拟惯量控制后降低的...     

含双馈风电机组的配电网运行模拟

为了解决含双馈风电机组配电网的运行模拟问题,应用HOMER软件和PSASP软件,构建了风场环境模拟和交流潮流计算交替进行的含双馈风电机组配电网的运行模拟模型.通过代表日风电场环境模拟生成,双馈变速恒频风电机组的电源模型的构建,含风电机组配电网的潮流计算,实现了相应的运行模拟过程.IEEE14节点算例表明了论文所提运行模拟方法的可行性,分析结果说明了风电机组对配电网运行指标的影响.     

海上风电与海蓄联合运行多时间尺度优化调度方法

针对沿海地区海上风电入网给电力系统安全稳定运行带来的挑战,提出一种海上风电与可变速海水抽水蓄能电站联合运行系统多时间尺度优化调度方法.首先,基于海上风电特性的研究建立了弹性电价优化模型.其次,日前阶段以运行成本最小为目标、以运行安全为约束,协调优化海蓄机组的出力;实时阶段基于海上风电超短期预测修正海蓄出力,减小联络线功...     

基于二次分解的风机齿轮箱油温预测模型

齿轮箱作为风机的重要部件,其故障占风电机组停机故障的80％.风机齿轮箱油温预测研究是为了实现风电机组齿轮箱状态的实时检测,提高其故障预测准确度可有效减少维修费用,提高风机系统运行可靠性.风电机组的监控与采集系统的众多参数具有高维度、非线性等特性.为解决上述问题,提出了一种基于二次分解、样本熵计算、序列重构和LSTM预测...     

基于部件更新的海上风电场备件数量优化

海上风机重要部件价格高昂,备件数量配置不合理会导致风机可用率低,成本增加。为了合理确定备件数量,提出了基于部件更新的海上风电场备件数量优化方案。首先,针对部件复杂的劣化过程引入不定期检测策略,运用时间延迟理论优化部件维护策略,得出了部件的更新周期。其次,考虑备件的循环利用,以提高部件可用率为目标,构建基于部件更新的马尔科夫过程。最后,通过算例仿真,证实了该方法有助于合理配置备件数量,降低备件管理成本。     

计及运行维护的海上风电场可靠性研究

结合海上风电场的运行环境及天气条件,将运行维护策略作为计算可靠性的重要因素,提出了海上风电场可靠性参数修正的模型及方法.以运行中的中国某海上风电场为例,说明了海上天气条件及运行维护策略对海上风电场可靠性参数的影响,并证明了该修正计算方法的必要性和有效性.     

海上风力发电机组塔架海波载荷的分析

由于海上风力发电机组的外界载荷条件比陆地上的风力发电机组更加复杂,因此在机组设计中要考虑到海上风机载荷条件.在研究海波性能和运动规律的基础上,给出了海水中的塔架载荷的计算公式;针对海上风力发电机组的结构特点,将研究的海波载荷计算方法用于风机的塔架载荷计算,以1.0 MW风力发电机组为例,对塔架所承受的海波载荷和风载荷进行了计算,经过对比分析可知,风载荷大于海波载荷并为同一数量级的载荷,因此,在设计中更应注意这两种载荷的耦合作用.     

含分布式风电的配电网可靠性研究

分布式风力发电接入配电网,对配电网的可靠性产生影响. 采用拉丁超立方采样和改进的同步回带消减技术建立风力发电机出力多场景模型. 根据配电网中负荷的重要程度,定义等值有效负荷. 以等值有效负荷最大为目标建立配电网孤岛划分模型. 对最小路法进行改进,计算在不同场景下负荷点在孤岛划分范围内的概率,求得负荷点的可靠性指标. 在IEEE-RBTS Bus6系统上进行仿真,算例分析验证了方法的有效性.     

基于反馈控制策略的陆上与海上风力机塔架前后振动控制效果分析

塔架在受到风轮、机舱、自身重力以及各种风况和海况下的载荷作用时会出现振动幅度过大的情况,这可能导致塔筒倒塌、发电功率波动变大等恶劣事故的发生。为得到良好的控制塔架前后振动的效果,采用适合的控制策略是关键。文章分别对美国可再生能源实验室(NREL)提供的陆上和海上5 MW风力机塔架的前后振动采用反馈控制策略进行仿真模拟。仿真结果表明,在相同的控制策略下,陆上风力机的塔架前后振动能够得到很好的抑制,而对于海上风力机来说这种控制策略的效果并不明显。对于海上风力机塔架的前后振动问题还需要考虑其他控制策略。       

单桩式海上风力机整体化地震反应

为了探讨风-波浪-地震共同作用下单桩式海上风机（OWTs）的动力行为,以National Renewable Energy Laboratory（NREL）5 MW风力发电机为研究对象,将风、地震作为独立事件,根据风-波浪统计关系确定波浪谱参数. 改进FAST软件以模拟土-结相互作用,考虑停机、运行和应急停机3种工况,采用气动-伺服-水动-弹性耦合方法分析海上风机地震响应. 算例表明,工作状态显著影响海上风机支撑结构的运动和内力,规律与地震强弱有关;地震动显著影响叶片挥舞振动速度;在风-波浪-地震的共同作用下,海上风机支撑结构危险截面剪力和弯矩峰值超过极端风-波浪作用效应.     

广东省海上风电场选址制约因素探讨

近年来,海上风电场的发展十分迅速,本文以广东省为例,介绍了广东省海域开发利用现状及海洋功能区划,分析了海上风电场规划选址的难点及并提出相应的建议,为海上风电场选址提供了参考依据.     

大规模海上风电场经HVDC并网引发轴系扭振分析与抑制

大规模海上风电场经HVDC输电可提高其输电效率,但当风机轴系考虑为两质块模型时,直流整流侧的控制方式有可能向附近的风机引入负阻尼,将导致风机轴系扭振,影响系统的安全稳定运行。本文首先分析风机轴系扭振产生机理,通过复转矩系数法得到系统的电气阻尼系数,以判断固有扭振频率下的系统稳定性;然后计算出待补偿的电磁转矩和风机转子转速的相角差;最后通过设计附加阻尼控制器抑制风机轴系扭振。在PSCAD程序中搭建风电场经HVDC并网模型进行仿真分析,分析结果表明系统加入阻尼控制器后,风机轴系扭振迅速衰减,控制器的加入有效增大了系统阻尼比。此研究分析为大规模海上风电场通过HVDC并网提供了理论基础。