基于动态尾流蜿蜒模型的风力机疲劳损伤评估

风电场尾流效应是影响下游风力机载荷的主要因素。选用美国可再生能源实验室（NREL）最新开源的多物理场耦合仿真软件工具——FAST.Farm，以某海上风电场为研究对象，量化评估了风电场前排、中间和后排风力机的尾流效应、载荷及疲劳损伤特征。结果表明：沿流动方向，风电场内部呈现出风速依次降低，湍流强度依次增加的流动特征；随着来流风速提高，前排、中间、后排风力机的疲劳损伤增大；在较高来流风速条件下，中间位置风力机叶根处和塔基处的疲劳损伤成倍增加，且增加幅度明显高于前排和后排风力机，即疲劳损伤最严重的风力机位于风电场中间区域。建议风电前期开发及后期运维工作中，需要重点关注场区中间位置风力机的结构强度。     

关于风力发电技术的几点思考

简述了风轮设计理论及风轮实验的局限性，综述了风力机类型及发展趋势，提出了风电场的开发与建设应能与其它能源协调互补，这将为进一步进行风电场的开发及风力机设计提供有价值的参考     

浅谈提高变压器器身清洁度的重要性及措施

介绍了提高变压器器身清洁度的重要性和造成器身清洁度不高的原因,提出了提高清洁度的措施.     

关于风力发电技术的几点思考

简述了风轮设计理论及风轮实验的局限性，综述了风力机类型及发展趋势，提出了风电场的开发与建设应能与其它能源协调互补，这将为进一步进行风电场的开发及风力机设计提供有价值的参考。     

高比例清洁能源接入下跨省区交易机制及交易模型研究

随着我国可再生能源装机规模的不断增大,可再生能源出力与负荷地理分布不匹配的问题日益突出,为我国可再生能源消纳带来了更加严峻的挑战。传统的跨省区电力交易机制难以满足我国日益增长的可再生能源消纳需求。文中提出了以跨省区电量交易和富余可再生能源跨省区消纳为主的跨省区交易框架,并建立了支撑可再生能源大规模消纳的跨省区市场交易模型。算例分析结果表明,文中所提跨省区交易市场机制与交易模型能够适应我国可再生能源消纳需求,可支撑电力系统的整体经济性与用能清洁度水平的提高。     

区域能源互联网视角下的风储协同调度方法研究∗

立足于区域能源互联网视角,从用户供电需求出发,探寻了风力机和储能电池接入场景下的协同优化调度方法.利用MP P T控制提高分布式能源发电效率,并选择用户峰谷负荷差为优化目标,依据负荷变化实时计算储能电池的充放电容量,实现区域内负荷曲线的削峰填谷,保障电网安全有序运行,并基于MATLAB验证了控制策略的可行性.     

欧洲领导世界风电事业

今天在世界很多地域,风力发电不但是环境安全的选择而且是可替代传统能源的明显的经济方案。在最近６年内,风电已成为世界上持续增长最快的能量生产技术,并且预测下个１０年年增长率为２０％。叶片是风力机最重要、最昂贵的,单个部件占整个风力机成本的２０％,并与风力机一样设计的使用寿命为２０年。丹麦的ＬＭ Ｇｌａｓｆｉｂｅｒ ＡＳ是世界一流的风力机复合材料风轮叶片供应商,自１９７８年以来已生产了超过４００００片     

从80年代至90年代国内外风力发电技术发展的概况

风力发电技术从80年代以来有了飞速的发展，风力发电机组（下简称风力机）在开发和制造过程中经过三个等级：单机容量25kW、55－500kW、1000kW和1000kW以上。可再生能源在当时没有广泛应用的主要原因是它的经济性比传统能源低，这完全指风能而言，因此如何详估不同类型风力机的经济效率则是个重要问题。许多国家进行的研究表明，在现代的条件下，单机容量100－300kV的风力机是最经济的。由于工艺方面的改进，预料在最近几年中单机容量250－350kV力机是最经济的机型。例如在前联邦德国容量200kV风力机得到最广泛应用（风轮直径25m,塔架高度30m）。在年平均风速6m/s时，它的年发电量达到400MW.h。根据回收期0．16－0．34马克。kWh。中型风力机的利润在它与柴油机联合使用作为蓄能可以得到保证。在此基础上既可研制独立自主式风力机，又可研制与现行电力系统并网的风电场。     

考虑冰载荷的近海固定桩风电机组运行特性建模与分析

研究冰载荷在其全生命周期内对海上风力机性能的影响,有助于提高寒冷水域海上风力机抵御冰载荷的能力,提高风力机的安全性与寿命。为分析风、冰、风力机的耦合特性,建立准静态与动态冰载荷模型以及风冰耦合下的塔筒振动模型,定性证明冰载荷对风力机性能的影响。该文以FAST和Matlab/Simulink为平台,仿真多风况、多冰况、不同控制策略下NREL 5MW近海管桩塔基风力机的响应,并建立风力机联合冰载荷小信号模型,从时域和频域的角度对风力机稳态与动态的变化进行分析。分析结果表明,风力机输出功率在MPPT策略下会随着冰载荷的增大而减小;风力机机械载荷随着冰载荷的增大而增大;并证明可以通过变桨的方式来控制风力机冰载荷,降低系统机械载荷,提高系统的安全性能。     

台湾职业高中的节能方案

“拓宽能源渠道。减少能源消耗”是节能中两个基本的问题。拓宽能源渠道的方法,目前已有太阳能热水器、风力机、光电系统以及地热能等。而减少能源消耗的方法则包括推进能源保护、提高能源利用率、选择提高能效的管理机制、增强能源教育意识以及政府提供补贴和技术援助等。节能专家称：如果台湾地区民众都有节能意识．履行节能职责．台湾的能源消耗将减少25％．而当前的生活质量不会受到任何影响。然而,节能的关键不在于限制能源使用或降低生活质量,而在于强调有效利用能源,减少不必要的浪费。但是．开展能源节约仅仅依靠行政的力量是不够的。只有全民共同努力才能真正地减少能源消耗。     

基于SCADA数据的风力发电机发电性能指标评估

为评估风力发电机主流的发电性能指标量化发电效率能力,需要从中选择一种指标作为服役质量监测的主要依据。首先以某风电场的SCADA历史数据为依据,应用统计分析方法对风力发电机主流发电性能指标（可用度、发电比例、负载率）的统计特征进行了分析比较;然后,从指标信息来源的角度解释了指标之间产生差异的原因;最后,结合异常运行数据比较了性能指标对于风速、功率曲线异常波动的敏感程度。结果表明,虽然发电性能指标表现出一定的一致性,但发电比例更能代表所有发电性能指标,并且能够更好地反映风力发电机的发电性能、体现风速-功率曲线的异常波动, 在风力发电机主流发电性能指标中,发电比例更适合作为服役质量监测的主要指标。     

Output power leveling of wind turbine generator by pitch angle control using H∞ control

Effective utilization of renewable energies such as wind energy is expected instead of the fossil fuels. Wind energy is not constant and windmill output is proportional to the cube of wind speed, which causes fluctuating power of wind turbine generator (WTG). In order to reduce the fluctuating power of WTG, this paper presents an output power leveling technique of WTG by pitch angle control using H_∞ control, and the control input of WTG linear model is separated from the disturbance. The simulation results using actual detailed model for WTG show the effectiveness of the proposed method. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 162(4): 17–24, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience. wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20657     

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。     

考虑风力发电影响的配电网可靠性评估

风力发电机(wind power generation,WTG)凭借其发电灵活、环境友好等优势被越来越多地接入到配电网中,这给传统配电网的可靠性评估带来了一定影响。充分考虑风力间歇性、随机性的特点,提出了一种利用1a内的统计风速信息,根据WTG的功率特性曲线获得其输出功率,从而得到WTG的多状态模型的方法。在此基础上,采用改进最小割集算法对含WTG的配电网进行可靠性评估。以IEEE-RBTS 6母线系统为例,计算了WTG接入前后可靠性评估的各项指标,验证了WTG在改善电网可靠性方面的作用。     

运用成本效益分析的风/柴/储能系统规划方法

提出了一种基于成本效益分析的风/柴/储能系统规划方法.该方法采用蒙特卡罗仿真计算风/柴/储能系统的可靠性指标,通过保持该系统的供电可靠性在某一水平下,用风力发电机(wind turbine generator,WTG)和储能系统来扩张系统容量以满足负荷增长,同时在考虑风电运行约束、风力资源、燃料价格以及相关设备安装和维护费用的前提下,运用成本效益分析找出风力发电机安装容量和能量储存容量的最优组合.实例系统仿真结果表明,该方法合理、有效.     

利用转子动能的风机辅助频率控制最优策略

风机增加辅助频率控制模块是解决新能源取代同步机导致的电力系统频率安全问题的一种方案,其中利用转子动能的调频模式可以使风机运行在最大功率点,经济性比功率备用模式更好。已有研究主要让风机通过虚拟惯量和频率下垂控制模拟同步机,却未充分利用风机控制灵活、可塑性强的优点,且未考虑风机转子动能限制及系统频率二次跌落。论文跳出虚拟惯量加频率下垂控制的传统框架,提出利用转子动能的风机辅助频率控制最优策略。首先将风机输出功率曲线作为决策变量,通过优化得到最优功率曲线,然后设计对应的辅助频率控制策略,实现最优输出功率曲线。仿真结果验证所提策略的效果,并说明风机辅助频率控制不应局限于模拟同步机,而是有更优的策略。     

Generated output increase control with consideration of the influence of wake for wind farm

Presently, many wind turbine generators (WTGs) are connected to the power grid. While the penetration of wind power to the power system is increasing, FIT price is decreasing. Therefore, wind generation companies want to increase the electric power output from wind farms (WFs). In this article, we propose a control technique to reduce the influence of the wake by changing a power coefficient of each WTG in a WF for the purpose of improving electric power output of WFs. We showed the optimization technique of a power coefficient of each WTG and the effect of reducing the influence of the wake using measurement data from WFs. In addition, we formulated the wake effect as a function of distance between WTGs. We verified 1% improvement of generated energy in a year compared to the conventional control method by simulation. Furthermore, we quantified the improvement of generated energy output, using the distance between WTGs and the occurrence rate of the direction of the wind as a variable.     

A study of the flywheel capacity of the power compensator for the wind turbine generator

Nowadays, the Wind Turbine Generator (WTG) system is remarkably increasing as a renewable energy resource in Japan. But in the WTG, the power fluctuations caused by the wind speed fluctuation are the most crucial issue in providing their energy to the utility. It was found that a power compensation system (PCS) of suitable capacity is not yet available. In this paper, the time range and standardized wind speed including fluctuations are discussed. We estimated the storage capacity of PCS at different wind profiles by standardization of wind speed and verified the validity of their capacities using a computer simulation. In this way we determined the suitable capacity of the power compensation system. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 143(4): 64–71, 2003; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10122     

Assessment and analysis of the reliability of an electrical distribution system integrated with a wind energy system

From the results of a report previously prepared by Systems Control Inc., it was recommended that a wind turbine generator (WTG) should be integrated with a conventional system to assess the reliability of the combined systems, estimated on yearly-based data. In contrast, in this paper, the issue is reinvestigated to get an accurate estimation of the capacity and energy credits, and the reliability level using monthly average daily climatic data.The second main contribution of this work is to find the effect of the WTG penetration level on its power and energy credits, reliability and costs and eventually on the distribution system reliability. In addition, the influence of different configurations of the distribution system on its reliability in the presence of the WTG will be investigated for all seasons of the year.New mathematical models explicitly describing these impacts are developed.     

风力发电为主导的孤立发电系统可靠性评估

针对内蒙古的特定情况,采用以风力发电为主导的小型孤立发电系统提供电能,可保证供电可靠性、节省柴油燃料和保护当地的生态环境。本文所述的小型孤立发电系统以风/柴/储能联合发电的形式提供电能。文章采用序贯Monte-Carlo模拟法实现风/柴/储能发电系统的可靠性评估。根据风电场的风速历史数据,建立风电场的风速时间序列模型。由风速时间序列计算风力发电机的输出功率。在考虑机组随机故障的情况下,由发电机和负荷模型得到蓄电池的时间序列模型。针对样例系统,量化评估了仿真样本容量、蓄电池容量、蓄电池充放电率和风力发电机额定功率等,一些因素对风/柴/储能发电系统可靠性的影响。仿真结果可为风/柴/储能发电系统可靠运行提供依据,为政府及电力部门推广风/柴/储能联合发电向偏远地区供电提供依据。