基于机组来流等效风速计算的风电机组功率曲线修正

风电场功率曲线为工程中常用来描述机舱风速和输出功率之间关系的曲线,与厂商提供的理论功率曲线存在一定的差异。文中根据机舱测风仪的测风误差,提出了一种利用风电机组运行参数来反向迭代计算来流等效风速,拟合其与机舱风速的函数关系,并对理论功率曲线进行修正得到的机舱风速-功率曲线的方法。通过某电站的运行数据来推导来流风速,拟合来流风速与机舱风速间关系,并修正原功率曲线得到机舱风速-功率实际运行曲线,再将得到的机组功率指令来指导机组发电,从而降低机舱风速与来流等效风速存在偏差的影响,提高风电机组的发电效率。     

计及风速波动特性的风电穿透功率极限计算

随着风电接入电网的容量日益增加,系统本身的调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的因素;风速及风电系统的随机波动特性给系统的运行带来冲击和影响,并且风电的接入增加了系统节点电压、频率和支路潮流的随机波动性。基于风电场穿透功率极限的概念,从随机过程的角度分析出风速随机波动特性,提出了风速随机波动特性修正的风电场穿透功率极限优化算法。采用IEEE 30节点系统算例进行了对比验证。研究结果表明,该方法实现了对风电出力随机性的客观描绘,提高了风电并网容量规划方案的灵活性和可靠性。     

边界层气象对风电机组功率特性的影响研究

边界层气象因素对运行过程中的风电机组性能和表现具有重要影响。文章利用激光雷达设备对某大型风电场开展了气象观测,针对不同湍流、风切变、日变化和降雨情况下风电机组的功率特性进行了研究。研究结果表明:高湍流在切入风速和额定风速左右会提升或降低机组的功率曲线,并增大输出功率的离散性;高切变在切入风速和额定风速左右均会提升机组的功率曲线,并减小输出功率的离散性;边界层的湍流和风切变等气象要素存在显著的日变化规律,并影响风电机组的功率曲线和输出功率的离散性,表现出日夜不同;降雨天气与非降雨天气相比,总体上提升了机组的功率曲线,并增大了输出功率的离散性。文章的研究结果可为风电项目评估发电量、风电场功率预报等工作提供参考。     

低风速型风电机组发展调查

本文简单介绍了低风速型风电机组在我国的应用情况,以及该类机组所具有的技术和市场特征。随着我国分散式风电开发逐步增加,低风速风电机组越发受到市场青睐,然而低风速型风电机组的特有技术并非仅仅是加长叶片那么简单,还需要注意解决多方面问题。     

风切变对风电机组测试功率曲线及发电量的影响

以2 MW风电机组为研究对象,评估了风切变效应对输出功率及年发电量的影响。用三级Taylor展开式描述风切变指数近似模型,通过模型分析了风速、风电机组结构参数、风切变之间的关系。通过现场试验,测试并计算了不同风切变条件下风电机组的功率曲线。结合试验场地测风塔年风频数据,分析了风切变对机组年发电量的影响。结果表明：当风切变指数大于0.25时,风电机组的功率曲线及发电量降低较为明显。     

基于实时功率曲线的风电机组出力特性研究

基于实时功率曲线对风电机组出力特性进行分析,主要通过采集风电机组风速、功率、可靠性状态、大气压力、环境温度等历史数据进行过滤修正,计算出能够反映风电机组真实出力情况的实时功率曲线,并与出质保检测功率曲线进行对比,最后结合功率一致性系数对风电机组出力特性进行评价。找出性能下降比较严重的风电机组并及时整改,进而提高风电机组的发电能力。该方法不仅能够在线评价风电机组的性能优劣,且适用于各类型风电机组,具有广阔的应用前景。     

基于现场数据的风电机组功率特性分析与建模

为了准确掌握鼠笼型感应风力发电机组的运行状态,在分析其功率特性的基础上,针对风电机组建模过程中容易忽略偏航系统误差的问题提出了一种充分考虑风电机组输入参量的建模方法,并结合现场数据分析发现依据该方法建立的模型是有偏差的;在深入分析后再次提出两种引入机组惯性的模型改进方案。用LSSVM方法建立各个方案模型,测试结果表明,引入机组惯性可以有效地提高机组功率特性模型的精度,模型的相对平均误差(MRE)由6.7%下降到5.6%;多组测试数据的测试结果表现出模型有较好泛化能力,可以准确跟踪机组功率变化,为风电机组功率特性建模提供一个新思路。     

风电机组的功率模糊控制系统研究

变桨距风电机组是一个高阶、非线性、强耦合、多变量时变的系统,其控制系统是综合性控制系统。在额定风速以上采用功率反馈的模糊控制策略,通过对桨距角的控制,改变气流对叶片的攻角,使风力机吸收的风能在一个相对的稳定值,从而实现发电机恒功率输出。仿真结果表明,模糊控制方法更具优越性,在风力发电系统中能取得较好的控制效果,系统具有较强的抗扰性和快速性。     

风电机组实际运行功率曲线影响因素分析

本文对风电机组在运行过程中形成的实际运行功率曲线的主要影响因素进行分析,如:气象和环境条件、风电机组排列、对风偏差、机型、统计方法及采样修正等,从而阐述了标准功率曲线(合同功率曲线)与实际运行功率曲线产生偏差的原因,以此消除从业人员在风电机组功率特性曲线的认知方面存在的诸多误解,从而减少在风电场运营和质保交机时可能产生的不必要的纠纷。     

风电机组理论发电功率计算及对比优化

近年来风电装机数量快速增长,新能源发电占比逐渐提高,由此带来的电网调峰问题日益突出,尤其是风电的消纳矛盾日渐加剧。风电场理论功率计算可以更好地分析风电场实际发电和限电情况,以及弃风电量情况等,用以缓解电网和风电场发电之间的矛盾,有利于电网调度准确评估风电场的实际风力发电值。通过样板机法、测风塔外推法、机头风速法来计算风电场理论功率,并对这几种计算方式进行了对比分析,综合各种计算优势得出更切合实际的理论功率。     

基于风速波动特征提取的超短期风速预测

针对风电场风速预测准确度不高的问题,提出一种基于风速波动特征提取的超短期风速预测方法。首先建立风速-风速变化量联合概率密度模型,分析风速的不确定性特征;根据风速波动特征,应用集合经验模态分解（EEMD）和风速分量样本熵（SampEn）值,将风速分解重组为波动量和趋势量;应用人工鱼群算法（AFSA）优化小波神经网络（WNN）进行趋势量预测;应用改进非线性自回归（INARX）神经网络对风速波动量进行预测,进而得到预测风速。通过实际风电场风速仿真预测,并与多种预测方法对比,表明该预测方法预测结果误差较小,可准确地进行超短期风速预测。     

基于EMD分解的风电场风速和输出功率年度预测

应用历史年份的小时平均风速数据,预测下一年度逐月的风速和风电功率.对历史年份的逐月风速数据进行经验模式分解,采用递推最小二乘法建市各分量的二元线性回归预测模型,将各分量预测模型等权求和得到次年度对应月份的预测模型.对实测数据的仿真计算表明,提前一年的风速月度预测的平均MAPE为16.25%,提高了此类预测的精度.考虑具体风力发电机组的功率特性、机组效率和设备运行情况,可得出次年风电场的输出功率值.     

差动调速型风力机传动系统动力学研究

针对所提出的差动调速型风电机组,利用"弹簧、阻尼、质量"系统,建立其传动系统三轴动力学模型.并基于该模型,建立机组Simulink仿真;在不同风速模型输入下,利用实验平台验证仿真模型与三轴动力学建模方法的正确性.此外,为了更好地分析差动齿轮箱的动力学特性,采用集中参数法,建立差动轮系扭转振动模型;并利用拉格朗日方程,在...     

变桨距风力发电机额定风速的确定方法

根据风速的Weibull分布特性和变桨距风力发电机的发电特性,构建不同额定风速下风力发电机年发电量计算方法.应用美国可再生能源实验室(NREL)对风力发电成本的研究成果,建立了变桨距风力发电机发电的度电成本数学模型,提出了以度电成本最低为目标的额定风速确定方法,为变桨距风力发电机的额定风速最优选择提供了计算依据.     

基于风电机组状态的超短期海上风电功率预测

提出一种基于风电机组状态的超短期海上风电功率预测模型。首先,综合考虑海上环境因素以及风电机组部件间的相互作用建立指标的预测模型,以长短期记忆神经网络的预测误差作为监测指标的动态劣化度;然后采用模糊综合评价法对风电机组的运行状态进行评估,依据评估结果对风电机组历史运行数据进行划分;最后根据分类后历史运行数据建立基于机组状态的超短期风电功率预测模型。结合国内某海上风电场实例数据进行分析,算例结果表明所提方法可有效提高风电功率预测精度。     

实度对低风速风电机组风轮气动性能影响研究

为提高低风速地区的风能利用率,研究风轮实度对低风速风电机组气动性能的影响。考虑影响风轮实度因素（叶片数量、弦长及安装角）,设计2组不同弦长叶片与可调安装角轮毂。安装角改变时不仅会引起实度变化,还会使叶尖速比发生改变。通过车载试验验证安装角不同时对风轮气动性能的影响主要与叶尖速比相关。根据不同风轮表面压力分布数值模拟结果得出：相同风速下,弦长由叶根到叶尖逐渐增大的叶片更易启动。相同条件下,试验机组输出功率与数值模拟机组输出功率最大相差5.37%,说明数值模拟结果可信。随着风轮实度的增加,风速5 m/s时,其风能利用系数呈增大趋势,风速8 m/s时,其风能利用系数呈减小趋势,两趋势相交时实度为25.38%,得出该实度下风轮气动性能较优,即可得到适合低风速地区的风轮实度。     

偏航速度对风力机功率及叶片应力的影响研究

通过实验测试,以动态旋转平台模拟风力机风向变化及偏航对风,研究不同偏航速度及偏航延时时间对风力机叶片应力及功率的影响。结果表明：动态偏航对风过程中,应力值基本呈由前缘向后缘、叶根向叶尖递减的趋势,在叶展方向0.67R及0.75R处,叶根弦向方向0.25c及0.50c处出现应力集中现象,偏航延时时间的加入可有效抑制叶片应力波动,过慢的偏航速度会导致功率曲线出现较大波动。引入一无量纲系数,该系数为风力机功率及叶片应力的比值,通过分析得知在仅考虑风力机叶片应力及功率时,风力机最佳偏航速度为0.5°/s。     

大型变速风力发电机组的风速软测量

将风力机有效风速的估计作为软测量问题,提出了基于支持向量机的有效风速软测量模型。仿真结果表明,支持向量机是软测量建模的有效方法,有效风速的估计能较好地跟踪有效风速的变化趋势,并具有较高的泛化能力和估计精度。     

基于间接转矩控制的风电机组功率测控平台

首先分析了风电系统能量转换原理,得出最大功率控制的理论依据。在最大功率控制理论的基础上,采用脉宽调制技术控制发电机输出平均电压,从而以间接控制发电机转矩的方式实现最大功率追踪。研究工作根据理论分析,搭建了风力发电机组功率测控平台,平台具有测试和根据测试进行控制两大功能,为风电机组的设计和研发提供了试验手段。试验证明,该文所采取的控制原理方法正确,搭建的试验平台能够实现预期目标。     

基于CFD的二维垂直轴风力机性能计算

采用计算流体力学方法(CFD)针对垂直轴风力发电机,开展简化的二维绕流特性研究。首先,基于开放型转子和增强型转子,研究网格节点数和壁面y+、计算时间步长和湍流模型等的变化对计算结果的影响,对计算模型和方法进行确认。随后,计算分析增强型垂直轴风力机与开放型垂直轴风力机的特性。结果表明,与开放性垂直轴风力发电机相比,增强型垂直轴风力发电机的功率系数和转矩系数有明显增加,且达到最大值的位置向叶尖速比增大的方向移动。然后对增强型垂直轴风力机发电机在不同来流风速下进行计算,发现增强型垂直轴风力发电机的转子转矩随来流风速增加,而转矩系数和功率系数与来流风速无关。最后,针对定子叶片在不同的方向开展计算研究。结果表明,定子叶片在不同方向时,增强型垂直轴风力机的转子转矩不同,且转矩到达峰值的位置也不同;在当前3个方向角中,叶片处于0°方向角时风力机具有最高的转矩系数,即具有最佳的功率系数。