考虑载荷抑制的风电场分布式自动发电控制

为了优化风电场进行自动发电控制时风电机组承受的疲劳载荷,提出一种风电机组控制模型并将其应用于风电场控制。建立了一种多入多出的风机控制模型,同时控制转子转速和桨距角。在此基础上提出一种分布式控制框架的风电场控制系统,使得风电机组相互协调,并以改善疲劳特性为目标直接优化所有机组的转子转速和桨距角。仿真结果表明,该文提出的多入多出控制模型可实现对风电机组更加灵活有效的控制,结合风电场分布式控制框架,在完成自动发电控制(AGC)指令的前提下,风电机组疲劳载荷可以明显降低。     

限功率工况风电场一次调频与疲劳抑制协调优化控制研究

随着可再生能源渗透率迅速提升,电网对风电等可再生能源参与系统调峰调频的需求逐渐增强。目前已有大量文献着眼于风电参与一次调频的研究,然而面向风电参与一次调频时机组疲劳损伤的研究尚少。针对限功率工况下风电机组一次调频疲劳损伤抑制展开研究,搭建考虑疲劳指标的机组控制模型和考虑尾流、湍流的风场模型,在此基础上设计分布式控制框架和优化方案,对一次调频过程中的风电场进行功率优化调度。仿真结果表明,风电场参与一次调频对机组结构会带来一定程度的疲劳上升,所提方案则可以明显降低这一不利影响,为风电场更经济地进行电网辅助调频提供理论和应用基础。     

考虑尾流效应的风电场可靠性模型研究

考虑风电场的风况条件及风机排布阵列、风机强迫停运率、风电机组之间的尾流效应和风电机组输出功率特性曲线,建立了风电基地发电可靠性模型.据此,对东北地区某一风电场的风速和有功出力进行了仿真研究,结果表明,风电场可靠性评估考虑尾流效应,有利于进一步准确研究风电场可靠性模型的应用以及风电场对电力系统可靠性的影响.     

考虑风电场出力不确定性的电压暂降评估

为评估风电场的接入对电压暂降的影响,提出一种考虑风电场固有不确定性的电压暂降评估方法。基于尾流效应的影响,以风速作为机群划分指标,建立风电场的等值模型。利用风电场出力的概率模型,将风电场的出力划分为几种场景,在此基础上得到风电场出力的不确定性对电压暂降影响的评估结果。基于PSCAD对IEEE 30节点进行仿真,仿真结果与未考虑风电场不确定性的结果进行比较,发现所提评估方法得出的暂降评估结果更结合实际,更能满足工程实际需要。     

基于风-储联合的双层频率响应控制策略

当多个风-储场站参与调频时,由于运行状态不同,导致其提供调频出力时的成本存在一定差异。另外,风电场参与调频时场内风机上的疲劳载荷也会增加,对风机安全性造成影响。为解决上述问题,文中提出一种基于风-储联合的双层频率响应控制策略,可通过协调风-储场站间与场内风机间的出力,在满足系统调频需求的同时,降低调频总成本及各风电场内载荷总量。首先,分析并量化风-储场站调频时的内损、老化及风险成本,并在场站协调层上建立场站有功分配控制策略,确定成本最低的各场站出力方案。然后,基于风机出力与尾流波动、疲劳载荷间的线性关系,采用和增积减算法在机组协调层上构建风电场分散式有功控制策略,协调风机间出力,在维持风电场调频性能的同时,降低场内载荷总量。最后,在MATLAB/Simulink中搭建含2个100×5 MW双馈风电场和2个100 MW/100 MW?h锂电池储能电站的IEEE RTS-79系统,仿真验证了所提策略的有效性。     

海上风电场的建成对陆上风电场影响分析一例

选取一个案例,利用海上风电场计算模型软件,根据风机型式与布置方式,计算海上风电场建成后陆上风电场发电量等的变化值。分析计算结果,评判海上风电场建设的财务可行性,并为同类项目的开发提供参考。     

基于改进Lissaman模型风电场内增设小风机的可行性分析

提出在已建成的风电场中,通过科学合理地优化布置增设小风机,使风电场的整体发电效益最大。在风电场现有风机已并网运行的基础上,分析在场内间隔中增设小风机的技术可行性。研究复杂地形下风电机组尾流效应对风电场输出功率的影响,建立计及遮挡尾流效应的改进Lissaman模型,构建风速与不同塔筒高度的风机出力之间的关系。该模型具有通用性,可给出任意风电场内增设小风机的优化方案。算例仿真分析结果表明,通过合理规划布置场内小风机,能够有效增加风电场的整体发电效益。     

风电场发电量计算的物理模型

风电场发电量是定量评估拟建风电场效益的重要指标,特别在地形复杂区域,现有风电场发电量计算方法不能较好地反映实际情况。为此,通过对风电场发电量影响因素的分析,引入了物理模型即粗糙度模型和地形模型,考虑了风电场的局部效应对风电场风能资源的影响,采用解析原理分析风电场局地效应与风电机组尾流影响,较为精确地模拟了拟建风电场的风能资源,从而提高风电场的效益。     

风电场风机尾流及其迭加模型的研究

在风电场场址选定的情况下,风电机组之间的尾流影响风电场风机的优化布置。目前,国内外关于符合风电场风机实际尾流以及迭加模型的研究主要侧重于一维线性模型及其迭加模型的实际应用。为此,推导建立了更加完整合理的一维非线性扩张尾流模型,即尾流影响边界随距离非线性增大;此外,根据风机尾流迭加的实际情况,分别推导建立了完整的风机尾流迭加计算模型来适应现有风电场的不同情形。通过相关工程算例结果与三维数值模拟计算结果的对比分析表明,所建立的风机尾流模型和尾流迭加模型更加合理,可有效提高风电场的发电效益。     

考虑尾流效应和集电系统元件故障的风电场可靠性建模

分析平坦地形和复杂地形下风电机组间尾流效应对风电场输出功率的影响;建立两状态等值风电机组以及五状态断路器、三状态变压器等集电系统元件的可靠性模型,考虑集电系统元件故障对风电场输出功率的影响。运用威布尔分布模拟风速,对风速、等值风电机组状态、集电系统元件状态等进行非序贯蒙特卡洛抽样仿真,基于MATLAB进行编程计算。结果表明,尾流效应和集电系统元件故障对风电场的输出功率都有不可忽视的影响,综合考虑二者的风电场可靠性模型提高了对风场输出功率计算的真实性和准确性,评估风电场并网可靠性指标时更为精确、贴近实际。     

基于改进转子转速和桨距角协调控制的变速风电机组一次调频策略

风电机组参与一次调频缓解了传统同步机组的调频压力,但其调频性能受功率跟踪方法的影响,不利于系统频率稳定。为此提出了基于改进转子转速和桨距角协调控制的一次调频策略,在全风速范围内预留调频所需功率裕度,在系统频率波动时能够提供快速且持久的有功支撑,实现对风电机组静调差系数的整定。对比分析不同减载控制策略下机组疲劳载荷和损伤等效载荷,结果表明所提策略可有效降低机组的疲劳载荷,延长使用寿命。最后,通过仿真验证了所提一次调频策略的有效性,频率改善效果优于传统一次调频控制,提高了风电场参与系统频率调节服务的一致性和可预测性。     

计及尾流效应的双馈机组风电场等值建模研究

针对双馈机组风电场内机组间尾流的相互影响,提出一种新的风电场等值建模方法。该方法考虑尾流效应,定义了"尾流影响因子"表征各台风电机组受其他风电机组尾流影响的程度,并以此作为风电场内风电机组的分组依据。将风向作为输入,从而进行风电机组的分组以及合并等值。同时给出了合并后等值模型参数的计算方法,得到风电场的多机等值模型。仿真结果表明,利用该方法建立的等值模型较之传统的等值模型能更准确地体现风电场的功率输出特性。     

考虑工频过电压的海上风电场无功配置方案研究

随着海上风电能源的不断开发,海上风电场的过电压问题对系统的安全运行极为重要,而无功补偿问题影响着系统的电能质量,因此在确定无功补偿方案的同时也应该考虑过电压的限制。本文基于海上风电场含有架空线路和海底电缆混合输电线路的风电场电磁暂态模型,提出了一种考虑工频过电压的无功配置方案,利用ATP/EMTP仿真软件分析了海上风电场工频过电压,并在此基础上对风机不同出力情况下的风电场无功容量需求进行计算,从而得到符合系统安全运行范围的海上风电场无功容量配置方案,并以某海上风电场为例,最后利用MATLAB/Simulink仿真验证了所提方案的可行性。     

经柔性直流输电并网的大型风电场频率控制策略

在大型风电场经柔性直流输电系统并入交流电网的场合,传统的电网调频方法难以适用。提出一种频率控制策略,分别在逆变侧换流器、整流侧换流器和风电机组上设计响应频率变化的控制环节。所有控制环节均基于本地测量的信号,无需远距离通信。该方法可以使风电场参与交流系统调频,此外,当系统故障引起柔性直流送出容量受限时,该方法可以自动降低风电机组功率,防止直流侧过压保护动作。     

计及系统调频需求的风电场有功调整方法

随着风电并网容量的快速增加,风电功率的波动性与随机性给系统调频控制带来的困难也更加突出。从风电场参与系统调频控制的角度出发,结合风电场和风电机组调节特性以及系统频率分级调整的特点,建立一种适用于大规模风电并网系统的风电场及其风电机组有功功率分级控制框架,并提出基于系统实时频率偏差的风电场及其风电机组有功调控算法。仿真结果表明,该方法能够使得风电场根据系统调频需求快速调整有功功率输出,从而缩短频率异常时间,给系统的频率稳定提供有效的支撑。     

考虑风电接纳水平及负荷增长的海上风电场多阶段规划

现有海上风电场规划建设鲜有考虑建设时序,多属于静态单阶段规划,易造成初始规划方案与中、后期的运行间缺乏有效衔接的问题,为此,提出一种考虑风电接纳水平的海上风电场多阶段规划方案.建立以购电成本最低为目标的日前市场竞价模型来评估电网对海上风电的最大接纳水平,获得未来多年不同负荷水平下区域电网对海上风电的最大接纳水平及上网电...     

考虑SVG控制模式的风电场系统中频谐振分析与抑制

目前对集群风电场谐振的研究多集中于次同步与高频谐振问题,缺乏对含静止无功发生器(SVG)的集群风电场中频谐振机理的深入探索。针对空载线路投入导致的风电场区域系统中频谐振问题,根据谐波线性化理论,分别建立定功率因数控制与恒无功控制模式的SVG序阻抗模型以及直驱风机序阻抗模型。采用阻抗分析法,发现SVG采用定功率因数控制将扩大风电场区域系统中频负阻尼范围,增加风电场区域系统发生中频谐振的风险,因此提出一种基于SVG电压前馈施加低通滤波器的谐振抑制措施,实现对风电场区域系统的阻抗重塑,以减小风电场区域系统负阻尼区间。最后通过仿真验证了理论分析和所提谐振抑制措施的正确性。     

风电场功率控制策略的研究*

风速的不稳定性和间歇性使得风电机组的输出功率具有随机性和波动性。随着风电场容量的急剧增加,导致电力系统的稳定性和电能质量受到严重影响。文中搭建了双馈风力发电机组的数学模型和控制模型,采用了磁链定向矢量控制技术和电压定向矢量控制技术,针对风电机组的功率调控能力进行了深入研究与分析,提出了双馈风力发电机组的有功和无功控制策略。仿真结果表明该控制策略是合理的、可行的。     

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.     

考虑最优运行点的超速风电机组调频控制策略

风电机组凭借超速控制预留备用容量,可以同时实现惯性响应和一次调频2个控制目标.传统的控制策略往往对机组的备用容量利用不足,尚未发挥出超速风电机组的最大调频优势.为此,在深入研究超速风电机组频率控制的基础上,分别分析惯性响应和一次调频与稳态运行点的关系,提出了考虑最优运行点的超速风电机组调频控制策略.该控制策略通过调频能...