永磁同步风电机组神经网络滑模多目标优化控制

将永磁同步风力发电机组中的变流器和电网用等效负载代替并对控制回路进行简化,得到非线性仿射形式的机组模型,利用反馈线性化方法对系统进行精确线性化。固定参数离散指数趋近律滑模控制算法主要缺陷是如两个参数匹配不当,可能会使求得的控制量过大,同时系统在滑模面附近剧烈的高频抖振会导致机组所要承受的机械应力增加,动态性能变差,利用神经网络的自适应学习能力对这两个控制参数进行实时优化,根据机组控制目标定义一个综合性能指标,通过优化该指标得到网络权值修正算法。仿真结果表明,该方法可以使系统快速到达滑模面,实现了机组对最优转速的快速跟踪;同时有效抑制了系统的抖振,减小了额外的疲劳载荷,实现了多目标优化控制。     

电网电压不对称故障时双馈风电机组多目标优化控制

文章首先对电网不对称故障对双馈风电机组造成的影响进行分析,采用转子侧和网侧变换器的比例积分谐振控制器(PIR)来简化传统低压穿越控制结构;通过引入两个可调参数,从而对前馈量进行调节来得到不对称故障期间双馈电机的多目标优化控制策略;在仔细研究模型的基础上,通过对电网电压不对称故障时双馈风电机组的多目标优化控制的PSCAD模型进行仿真试验,仿真结果表明,该方案对于电网电压不对称故障时的LVRT有一定的可行性。     

考虑不完全维修的风电机组齿轮箱维修策略优化

齿轮箱是风电机组的重要部件,在实际运维中,由于齿轮箱故障维修费用高昂,导致风力发电的整体收益偏低。由此,本文提出了一种针对齿轮箱循环利用的维修策略,引入不完全维修因子,建立动态的不完全预防性维修模型,以单位时间内的运行收益率最大为优化目标,确定风电机组关键部件从全新到抛弃阶段最佳的维修次数和预防性维修间隔。通过对一个算例进行仿真,结果表明,该策略可提高风电机组的单位运行收益,从而验证了该策略的有效性。     

考虑风电置信水平的机组组合优化方法

摘要： 置信水平是将风电功率波动由概率形式体现的。随着节能减排的需求越来越大,考虑置信水平能够使系统机组不过多的安排机组备用,以免增加系统的运行成本。基于机组组合的方法,提出了一种考虑置信水平下的备用决策方法。通过考虑风电功率波动的概率分布和负荷波动的概率分布,建立联合概率密度函数,然后加入置信水平,得到不同置信水平下的系统基本发电成本和校正调度成本。采用IEEE-RTS算例,得出系统总成本。     

风电机组选择应考虑的主要因素

风电项目的经济效益,主要取决于风电场发电量的多少,而影响风电场发电量的2个主要因素是风电场风能资源情况和风电机组的选择。截至2002年底,中国共有32个运行风电场,安装风电机组897台,总装机容量45.22万kW。风电机组单机容量最小为     

考虑风电消纳能力单目标及多目标模糊机组组合模型及应用

从机组经济调度优化的角度入手,研究了风电消纳的合理应对方式。为使机组组合安排能在消纳更多风电的同时兼顾电力系统运行的安全、可靠性准则,并满足一定的经济性,分别以弃风电量、机组运行费用和机组运行风险度三方面为优化目标建立了机组组合的优化模型及这三者共同的多目标优化模型。利用粒子群算法及模糊多目标优化方法对模型进行求解,并将上述模型和算法应用于某10机算例的计算中。分析结果表明,该建模思路能为风电的有效接纳提供有益的指导。     

独立微网风电机组谐波特性多目标优化分析

针对分布式永磁风电机组在独立微网中的谐波恶化问题,文章对不同匹配方式的风电机组开展谐波测试。选择电流谐波畸变率(THDi)和电压谐波畸变率(THDu)综合评价独立微网谐波,采用博弈策略改进多目标优化,提出基于权重分析法的微网谐波评价方案。结果表明:选择合适的机组类型以及调节机组叶尖速比可有效降低微网谐波;基于权重分析法赋予各评价指标权重系数,借助多目标优化法求解微网中发电侧谐波极小分布区域。提出微网谐波评价的精确分析和可行性评价方法,为优化独立微网电能质量奠定基础。     

考虑碳排放的热电解耦机组多目标负荷优化

在“双碳”目标下,热电联产机组为实现低碳灵活运行进行热电解耦改造。以某350 MW热电联产电厂的热电解耦改造为例,建立加装电锅炉机组模型、抽汽供热机组模型、低压缸切除机组模型,研究了改造前后机组的碳排放特性以及不同解耦方式组合后机组边界,选取了其中两种方案,分别进行以碳排放最低的单目标热电负荷优化和考虑碳排放以及收益的多目标热电负荷优化。研究表明：低压缸切除机组的供热、供电碳排放强度相比抽汽供热机组更低;抽汽供热机组耦合低压缸切除机组与加装电锅炉机组在热负荷为400～800 MW时有相近的电热特性;依据外界热负荷需求选择不同解耦方式有利于机组灵活运行;双机运行时1台机组承担主要热电负荷有助于减少机组碳排放;在文中背景下调峰收益高、碳交易收益低;机组碳排放量与机组总收益呈正比;热电解耦使机组收益随碳排放量增加更稳定。     

考虑多属性的风电机组齿轮箱状态维修策略

针对传统风电机组齿轮箱维修策略的不足,综合运用不完全维修和状态维修,提出一种考虑多属性的综合状态维修策略。在比例失效模型的基础上,考虑不同维修方式及其在维修决策中的配合应用。根据多属性决策理论,整合优化维修费用率、可靠度和可用度,建立联合目标函数。同时,构造两层优化算法,得到各目标函数的权重,并最终确定不完全状态维修和状态维修的动态维修阈值函数曲线。最后,结合某风电机组齿轮箱实际运行数据进行仿真分析,验证该维护策略的有效性和优越性。     

考虑风电预测误差与系统安全域的风电装机规划多目标优化方法

为引导有序有效的风电装机规划,在提高系统风电渗透率的同时保证含风系统的安全性,提出一种考虑风电预测误差与系统安全域的风电装机规划多目标优化方法。基于BP神经网络与非参数核密度法获取风功率点预测曲线与不同置信度下的风电预测波动区间。考虑风电经济社会效益与大规模风电并入后系统的负调峰能力,根据所得风功率点预测曲线,建立风电装机规划多目标模型。采用归一化法线约束法计算多目标模型Pareto前沿,并结合风电预测波动区间得到多种不同的风电装机规划方案。以某省电网实际数据进行仿真分析,以算例结果验证该文方法的可行性,为风电规划人员提供切合实际的决策方案。     

考虑不完全维修的风电机组预防性机会维修策略

针对风电机组维修方式单一、成本昂贵的问题,提出考虑不完全维修的风电机组预防性机会维修策略。首先采用威布尔分布对风电机组可靠度进行建模,根据预防维修可靠度和机会维修可靠度确定不完全维修可靠度,对处于机会维修区间内的关键部件采取不完全维修和机会更换两种维修方式;采用役龄递减因子和故障率递增因子对不完全维修方式进行建模,进而确定机组的维修计划;然后建立风电机组的维修成本模型,以成本最低为目标,通过三次样条内插法对不完全维修可靠度进行优化;最后结合具体风电机组维修案例进行仿真。结果表明,该策略可以提高部件维修协调性,降低维修成本,从而验证了所提策略的有效性。     

考虑风电消纳能力的含风电场电力系统多目标优化调度研究

针对含风电场的电力系统调度中存在的风电消纳问题,提出一种基于第二代非劣支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II)的多目标优化调度方法。为使电力系统在消纳尽可能多的风电同时,兼顾经济性、安全性和环保性,分别以风电消纳、发电成本和污染物排放量为目标建立了含风电场电力系统双目标及三目标调度模型,采用NSGA-II进行优化求解,并详细分析了不同目标组合策略下电力负荷、机组组合和优化目标对风电消纳的影响程度,同时引入伪权向量法为决策者提供非劣解信息,辅助决策者完成优化调度。分析结果表明,该方法有助于评估机组组合、目标组合等因素对电力系统优化调度的影响程度,对合理提高含风电场电力系统的风电消纳能力有一定的指导意义。     

考虑尾流效应的风电机组启停优化研究

以某典型风电场为例,采用尾流模型模拟研究风电机组启停优化对风电机组尾流干涉和发电量的影响。在速度恢复系数小于0.06时,典型机位的停机可增加风电场全场发电量。以中国北方某实际风电场为例进行现场试验,在主风向下,通过调度上游风电机组的启停,实现区域内风电机组发电量提升,验证方法的有效性。     

考虑风火电经济社会效益的风电装机规划多目标优化方法

为引导有序有效的风电装机规划,在减少各方成本、提高各方利益的同时保护环境并节约能源,提出一种基于多目标优化的考虑风火电经济社会效益的风电装机规划方法。首先建立风火电的经济社会效益多目标优化模型,着重分析风电场的经济社会效益,及定量风电消纳后对火电机组组合影响所带来的经济性偏差,随后求解该模型的非支配解集,得到其Pareto前沿,并采用一种基于模糊理论的方法从Pareto前沿中得出最终优化方案。最后,针对某省电网实际数据进行仿真求解,得出几种该省的风电装机规划方案,并进行对比,供决策者参考选取。通过与实际风电装机下的各项数据进行对比,表明本文所提方法对风电规划指导具有一定的参考意义。     

风电机组维修方式的多目标决策研究

维修费用占风电场运行成本的较大比重,维修方式的选择直接影响着维修费用,科学地选择维修方式有助于降低运维成本,提高风电场的效益。文章分析了风电场风电机组结构特性及其运行、维修的特点;采用模糊层次分析法建立了风电机组维修方式的决策模型;根据比较准则,构建了三角模糊数判断矩阵;通过逐层计算权重得到备选维修方式的选择概率,并以最大概率为准则制定了维修方案。文章还以风电机组发电机维修方式的选择为例,验证了该模型的合理性和正确性。     

风电机组低风速发电优化控制分析

正"十二五"期间,我国将大力推动清洁能源的高效利用,作为清洁能源的重要组成部分,风能产业未来五年发展潜力巨大,预计中国的风电装机容量将会在2015年达到9000万千瓦。风电产业将实现规模化,标准化,高科技化,在控制风电行业发展速度的同时提高发展质量。目前风电机组大多为水平轴升力型,是利用叶片的特殊气动外形,在风吹过时,叶片上产生升力,进而产生旋转力矩,带动发电机发出电能。在风速低于额定风速时,风电机组主要是工作在欠功率状态,即叶片的桨距角被调     

考虑时间窗约束的海上风电机组运维方案优化

降低运维成本是保障海上风电经济效益的关键,运维方案优化对降低海上风电机组运维成本和提高发电量起着双重作用。根据风电机组零部件的可靠度模型,计算出每台风电机组最佳维修时机对应的时间窗,考虑提前维修和故障后维修的经济损失,建立包含时间窗约束的海上风电机组运维方案优化模型,然后设计基于参数优化的改进遗传算法计算出最优运维方案。最后采用某海上风电场内风电机组运维案例验证模型和算法,结果表明考虑时间窗约束的运维方案可大幅度提高海上风电的经济效益,改进遗传算法比传统遗传算法具有更强的寻优能力。     

考虑风电机组运行健康状态的风电场优化调度方法

当前风电场功率控制过程中多关注风电机组的发电能力,很少区别对待健康机组和带病机组。对此,以风电机组运行参数为评估指标,计算各指标劣化度,并以综合劣化度为风电机组健康状况的总体评判指标,再结合风电机组启停状态及功率控制要求建立风电场的多目标调度模型。采用混合编码遗传算法优化该模型,获得风电机组启停组合和目标功率值。仿真结果表明,该方法优化了风电机组启停计划,改善了风电机组的整体健康程度,提高了风电场有功输出的可靠性和稳定性,为功率调度过程提供了依据。