一种有效计算风机发电量的新方法

提出了一种精确而简便的确定风力发电机发电量的新方法。建立风力发电机的功率与风速的关系模型,统计在不同的风速段上风速出现的概率的大小,通过概率论中随机变量函数分布的理论,分段求解风机功率的概率密度函数,通过求解风机功率的概率密度函数期望的方法求解风机系统的平均功率,从而得到风机的发电量。这种方法以风机的实际输出特性为依据,并充分考虑了当地气候条件的影响,因此计算得到的数据更为准确,可满足工程上的计算使用。     

基于BP神经网络的风速预测和风能发电潜力分析

以BP神经网络为基础进行年平均风速和年最大风速的预测,并以预测得到的数据为基础进行风力发电潜力的分析,引入了风速频率Weibull分布函数来拟合实际的风速频率分布,结合风力发电机的输出功率特性求解风机处于工作状态的概率、发电量,并对风力发电机转轴高度因素对风机发电量的影响作了分析,基于BP神经网络的风能发电潜力分析使分析的过程建立在预测得到风速的基础上,改进了过去依靠风速历史数据进行风力发电潜力分析的方法,充分考虑了风能资源的不稳定性,具有更高的可信度。     

风电场风速随机性及容量系数分析

针对国内风电场实测风速数据,利用三种分布模型拟合平均风速分布,结果说明Weibull分布是一种适合于描述平均风速分布的模型。针对不同的Weibull分布参数估计方法,提出了用风力发电机有功功率概率分布来检验参数估计效果的方法。同时也给出了一种求取风力发电机有功分布的方法。针对国内风电场实测风速数据,用Gumbel分布拟合极限风速分布,结果表明Gumbel分布适合描述极限风速的分布。通过用风速序列法和Webull法分别计算某风电场12个月容量系数结果表明在大风月份容量系数较大。通过对十台风力发电机容量系数的计算给出了风力发电机参数对容量系数的影响,得出的结论对于风电场风力发电机选型有一定指导意义。     

风电场风速随机性及容量系数分析

针对国内风电场实测风速数据,利用三种分布模型拟合平均风速分布,结果说明Weibull分布是一种适合于描述平均风速分布的模型.针对不同的Weibull分布参数估计方法,提出了用风力发电机有功功率概率分布来检验参数估计效果的方法.同时也给出了一种求取风力发电机有功分布的方法.针对国内风电场实测风速数据,用Gumbel分布拟合极限风速分布,结果表明Gumbel分布适合描述极限风速的分布.通过用风速序列法和Webull法分别计算某风电场12个月容量系数结果表明在大风月份容量系数较大.通过对十台风力发电机容量系数的计算给出了风力发电机参数对容量系数的影响,得出的结论对于风电场风力发电机选型有一定指导意义.     

大型双馈风机稳态运行特性的仿真研究

利用Weibull分布的风速统计模型,建立了适用于双馈风机DFIG（Double FedInduction Generator）仿真研究的合成风速数学模型,并结合一个实际的DFIG系统．对DFIG的稳态运行特性进行了仿真研究。从仿真结果可见：当渐进风起作用时．有功功率和无功功率均增加．并快速达到设定值：当阵风开始起作用后,有功功率和无功功率均未发生变化．电压基本平稳．风机的运行特性较好．同时输出功率保持稳定。通过对大型变速双馈电机稳态运行特性的仿真研究表明．对于变速变浆矩风机．通过调节风轮转速．使其在给定的风速条件下保持风能利用系数达到最优．就可以实现对风机机械功率的最优控制。但是．浆矩角的变化,必然限制风力发电机的功率达到其额定值。     

永磁风力发电机通风系统计算与热分析

永磁风力发电机的通风发热综合计算可以指导发电机及其冷却系统设计,并准确地得到发电机各部件的温升及其分布。采用计算流体力学(CFD)法进行通风系统计算,采用等效热网络法进行热计算。通过通风系统计算得到发电机内冷却空气流量分配、风速分布及风压降。通风计算结果为外加风机的选型提供了依据。根据发电机内风速分布确定发电机各部件的对流散热系数,并将其作为热计算的边界条件,通过热计算得到发电机各部件的温升值。     

基于RTDS的直驱型风机变流器控制系统闭环试验平台设计

为了深入研究直驱型风力发电机组电气特性,采用实时数字仿真器(RTDS)与风机变流器控制系统结合的形式,建立了基于RTDS的某型号直驱型风力发电机组实际变流器控制系统闭环试验平台。阐述了试验平台设备连接及信号交换方式、数字模型的建立方法,设计了风力发电机的并网模拟、风速变化、低电压过渡能力验证、系统频率偏移、风力机功率调节、风力机运行方式调节等试验项目,并对试验结果进行分析。试验结果表明,所建立的直驱型风机变流器控制系统闭环试验平台能够对风机电气控制性能进行全面测试,仿真结果与直驱型风机实际运行规律相吻合。     

风电场对系统稳定性及负荷裕度影响的研究

正本文阐述了一种计算风电系统负荷裕度的方法,通过风速的Weibull分布与异步风力发电机的功率传输理论对负荷增长过程中风力发电功率注入的随机性与间歇性的变化特性进行了建模。提出了考虑风速随机性与间歇性的无功电压稳定灵敏度指标,风速的Weibull分布特性与异步风力发电机的渗透水平对于与电压崩溃相关的负荷裕度有着显著地影响。     

RBF神经网络在风电场年度发电量估算中的应用

风力发电量估算是风机匹配和风电成本分析中的关键步骤。为了准确地估算出风力发电量,利用径向基函数RBF(radial basis function)神经网络对风电场的年度发电量进行估计,并基于中国台湾18个气象台站和韩国26个气象台站的历史数据建模进行各自估计以及相互估计。由于影响风力发电量的主要因素是风速大小以及风机的工作时间,故采取年均风速以及对该年风机工作时间有影响的风速威布尔分布的形状参数k作为输入。将估计的结果与实际结果进行对比,对比结果证明该方法是可行且有效的。     

风力发电机高塔系统的自振特性及参数分析

为研究风力发电机高塔系统抗风、抗震等动力问题,基于有限元法对某12 MW风力发电机进行了模态分析,研究了各阶模态振型特性,并通过改变塔架高度、厚度以及叶片长度等尺寸变量,讨论各尺寸变量对风力发电机高塔系统自振特性的影响。对多组数值模拟工况结果进行函数拟合,得到置信度较高的拟合公式,确定了各尺寸变量与风机高塔系统自振频率的函数关系。研究结果可为风力发电机高塔系统结构动力分析提供理论依据,并对工程实践有一定借鉴意义。     

考虑风功率分布规律的风电场无功补偿容量优化决策

双馈型风电机组的无功调节范围随其有功功率输出变化而存在波动性,极端条件下,又有其不可调节性,由此必然降低其对自身电压水平支撑的持续性。为此,在依据功率估算数据对风电场输出功率分布特性进行统计分析的基础上,提出考虑风功率分布特性的风电场无功补偿容量优化决策方法。该方法在充分计及双馈感应发电机无功调节能力与风功率分布特性的前提下,以无功补偿的投资成本与运行成本最小化为目标,构建无功补偿容量优化计算模型。该研究可使双馈型风电场的无功补偿决策更具针对性,并以最小代价实现该类风电场连续、无缝的无功电压调节。应用改进粒子群优化算法对所构建算例系统进行求解,分析结果表明了该研究的有效性。     

如东沿海地区风速数据分析及风力发电量计算

通过运用威布尔函数，对如东沿海地区的风速数据进行分析，计算了该地区70m高度处的风速分布特性和风能平均功率密度。根据风速数据的采集高度，确定了所选的风力机。并以该种风力机为例．研究分析了该地区的风力发电量和容量系数。计算结果表明，如东沿海地区70m高度处的风力发电储量十分丰富。     

风场与风力机模拟系统的设计与实现

为了满足变速恒频风力发电技术的研究需要,提出了一种基于谱密度分析的自回归风速模型;并结合基于叶片微元受力分析的风力机转矩计算模型,设计了一套风场与风力机模拟系统。试验证明,该系统能够根据外部设定,结合主控制器指令,真实地模拟风力机在不同风况下的实际运行状态,同时驱动直流电机输出风力机模拟风轮转矩。该系统的实现,为实验室条件下研究风力机的运行提供了一套完整的解决方案,为风力发电技术的试验开发做出了现实铺垫。     

海上风力发电的风速和风轮机的输出转矩

通过观测的风速数据拟合出风速的威布尔分布曲线,了解风资源的分布情况.并根据风的随机性建立风速变化模型,应用Matlab软件对风速波形进行仿真,进而建立变桨距风机转子的仿真模型.了解在最大风能下,对应的风轮机输出转矩的变化特性以及随着风速的变化所对应的功率变化曲线.仿真结果表明所建立的风力机模型能较好的跟踪风速的变化,实...     

基于概率潮流的风电分布式电源优化配置

由于风电机组输出功率的随机波动性,使得基于风电机组的分布式电源并网后,给配电系统的结构和运行带来巨大变化,影响系统的安全性和可靠性。在含分布式电源的配电网系统规划中,对分布式电源进行合理选择和配置是发挥最大效益的关键。采用Weibull分布来描述风速的随机变化,并计及风电机组强迫停机率的影响,结合功率曲线,建立风力发电的概率分析模型。通过Cornish-Fisher级数交流概率潮流计算方法,分析风电和负荷的随机波动对含分布式电源配电系统的影响,利用混合整数非线性规划方法,确定风电系统的最佳接入点和注入容量使得系统有功网损最小。     

西沙风能资源评估与“五十年一遇”最大风速分析

利用西沙永兴岛地面气象站1973—2011年风速观测资料,结合威布尔统计分布和典型风机风速功率曲线,估算了西沙代表年的风速、风功率密度、典型风机的利用小时数和年发电量数据。还结合1973—2011年的日极值风速数据,利用跨阈法（peak over threshold,POT）和广义Pareto极值分布模型计算了当地＂五十年一遇＂最大风速。分析结果表明,尽管永兴岛地处深海,但其10 m高度风功率密度不如预期,典型年风能密度不足100 W/m2,且多集中在下半年热带气旋较多时段。此外,永兴岛＂五十年一遇＂最大风速达42.2 m/s,显著高于陆地基准风速27 m/s,需根据IEC标准选取较高型号的风机分型。     

基于风速变异系数的山地风电场模型风力机机械功率计算方法

文中利用变异系数作为风速非一致性指标,提出了一种山地风电场详细模型中风力发电机组功率的计算方法。该方法先建立山地风电场风速时空分布特征表,根据特征表中的变异系数及其置信水平获取风速的上分位点和下分位点。通过这种方式,可以形成一个带有最大值和最小值的风速域。进而得到该山地风电场的一个对应的风电机组机械功率域。利用PSS/E软件、案例分析在中国西南地区某高海拔山地风电场展开,涉及切入风速和平均风速两种工况。通过与传统平均风速方法的时域仿真结果比较,验证了所提方法的有效性和准确性,以及将变异系数作为风速非一致性指标的合理性。有益于考虑高比例山地风电风速非一致性和不确定性的电力系统动态特性分析。     

考虑风力发电波动性的分布式发电可靠性规划

为保障分布式能源规划的科学性与可靠性,进行了分布式风电选址与选型研究。运用威布尔分布表征全年风速分布变化,并结合风机功率曲线方程,对风机出力波动性进行建模。在此基础上,构建分布式发电的波动的成本模型。以系统成本最小化目标,提出优化方案对分布式风电的选址和选型优化提供理论依据。根据情景实例分析,表明该模型和优化方案可以为分布式风电的选址和选型提供科学的理论依据。     

考虑频率约束及风电机组调频的风电穿透功率极限计算

随着风电渗透率持续增加以及虚拟惯性/一次调频控制技术逐步推广应用,准确计算风电穿透功率极限对于确保电网安全稳定运行和指导风电并网规划建设具有重要意义。为此,文中定量表征了风电场虚拟惯性响应特性,并采用传递函数模型表示风电场一次调频响应特性,进而建立了包含风电场、同步发电机组调频控制的电网等值转子摇摆方程,用于描述电力系统频率响应特性。在此基础上,以电网稳态频率偏差约束和频率变化率约束为边界条件,提出了风电穿透功率极限的解析求解方法。最后,通过IEEE 14节点系统算例验证了所提方法的精确性和有效性。     

基于改进威布尔分布的风电机组关键部件可靠性评估

针对风电机组工作环境恶劣,其发电机、齿轮箱等关键部件可靠性难以准确评估的问题,文中以某型号风机齿轮箱为例,提出了一种基于改进威布尔分布模型的可靠性评估方法。该方法对传统的平均秩次法进行了优化,克服了传统平均秩次法只考虑每个非停机故障发生的位置,而未考虑停机故障区间长度对结果的影响,造成参数估计误差的问题。在考虑风电机组关键部件的停机故障数据与非停机故障数据的基础上,分别采用威布尔分布模型与改进威布尔分布模型对风电机组关键部件进行评估。进一步得到可靠度函数曲线与失效率函数曲线,并对其进行相关分析。通过实例分析,对比两种模型的参数估计结果,验证了提出的新方法可以计算出精确度更高的参数,使得评估结果更加符合风电机组运行的实际情况。