风电检测认证体系现状评价和研究

2011年中国风电持续高速发展,继续领跑全世界风电行业的发展(累计装机容量达到62.4GW,年增长率39.4％).但是,这种高速发展需要与之相匹配的风电检测认证体系.通过国内外检测认证技术能力和体系完备性的全面对比发现,国内检测认证机构存在能力不足、覆盖面不够、标准体系不完善等问题.本文结合新发布国家标准以及IEC标准对风电认证的规定以及国外风电发展的经验,初步提出了我国风电检测认证标准体系.     

风电场混合储能双级优化配置

针对风力发电输出功率的波动性以及混合储能容量优化,以风储联合发电系统为研究对象,提出一种风电场混合储能双级优化配置策略。该策略首先利用自适应滑动平均滤波(AMAF)得到并网功率,然后利用变分模态分解(VMD)将储能目标功率分解,上级循环采用储能组合方案为寻优变量,下级循环采用高频与低频功率的分界点为寻优变量,整个循环以混合储能经济成本为目标函数,得出最佳组合方案与分界点。最后,通过实验分析将所提策略与经验模态分解进行对比分析,结果表明该策略能够减少模态混叠,系统成本降低8.53%;混合储能不同组合方式对比单一储能,方案7中的混合储能系统(HESS)成本与单一储能全钒液流电池相比成本降低28.8%,与超级电容相比降低36.46%。     

利用风电制氧的富氧燃煤电厂低碳能源系统容量优化配置

为提高风电消纳能力，降低燃煤电厂碳排放水平，提出了一种利用风电制氧的富氧燃煤电厂低碳能源系统容量优化配置方法。首先，考虑到源荷双侧的不确定性及相关性，采用基于改进轮廓系数的有序聚类算法与含DCH(+)评价指标的K-means聚类算法的典型场景生成法获得源荷典型场景。在此基础上，以系统总成本最小为目标，构建了基于源荷典型场景的利用风电制氧的富氧燃煤电厂低碳能源系统容量优化配置模型。最后，以西北某地区全年源荷数据为例进行了仿真验证。结果表明该典型场景生成法能使系统容量配置结果合理化，引入富氧燃烧技术的同时考虑售卖多余液氧可有效降低系统总成本及碳排放量，提高风电消纳能力。     

风机并网与解裂对电力系统的影响及应对策略

并网型风力发电机组由于受其固有功率特性的影响,启停时会对电力系统产生较大的冲击电流,引起系统电压跌落,影响系统功率平衡。以异步风力发电机组为例,在常规研究的基础上,提出在风力发电机组出口端加延迟控制器,构建风力发电机组并网模型,分析风电机组并网与解列对电力系统的影响,合理安排各台机组的最佳并网时间,避免多台风力发电机组同时并网,减小风电启动对电力系统安全运行的影响。选取中型规模风电场为例,构建内部接线图及并网模型,并仿真验证。该研究成果对风电并网运行具有一定的工程借鉴意义。     

地区电网解列后过电压控制策略研究

地区电网与主网解列运行容易出现过电压,对此提出4种过电压抑制策略,包括集中控制、分散控制、频率优先控制和常备无功动态控制.以某10 kV电网为例,在PSASP下建立仿真模型对上述4种控制策略进行对比仿真分析.结果表明:针对不同的电网类型,考虑无功电容的分布以及负荷类型对电网的影响,选择不同的控制策略切除电容,可以有效地抑制过电压且能更好地配合低频减载恢复电网稳定,对实际电网运行有一定的参考价值.     

大规模直驱风电场对交直流混联系统影响分析

正随着西北网750 kV主网的建成及新疆"风火打捆"直流外送的实施,新疆电网已形成了交直流混联的系统。为了分析大规模直驱风电场对交直流混联系统的影响,针对大规模直驱风电场与火力发电厂打捆并网后直流外送的输电方案,构建了含交直流系统的网络拓扑结构,建立了大规模直驱风电场及直流输电系统的数学模型。基于PSCAD/EMTDC软件,仿真并分析了:风电场接入交直流混联系统时对交流系统强度的要求、风速突变时所需的火电容量及交流系统与直流系统分别发生短路故障时风电场与交直流系统间的相互影响。仿真结果表明,含大规模直驱风电场的交直流混联系统需要有足够强的交流系统及     

基于直驱永磁同步发电机并网风电场参与电力系统电压控制的调整

运用连续潮流计算的PU曲线法,对基于直驱永磁风力发电机(D-PMSG)并网风电场参与电力系统电压控制调整进行了研究。针对风电接入地区电网电压出现偏高或偏低的运行工况,通过调整D-PMSG网侧变频器的不同控制策略,使D-PMSG并网风电场发出或吸收一定的无功功率,最终使风电接入地区的电网电压在允许的偏差范围内,符合电网的相应规程。通过对新疆某地区电网进行仿真计算,根据绘制的D-PMSG构成的风电场参与电网电压调整控制前和控制后风电场升压站、公共接入点及地区电网重要变电站的PU曲线结果表明:通过调整D-PMSG风电场的控制策略,能有效改善含风电地区电网的静态电压稳定问题。     

大型风力发电机的控制技术

本文分别介绍了在不同风速条件下小型、中型以及大型风力机的控制方法；此外，还分析定桨距控制方法与变桨距方法各自的优缺点。本文同时还岔绍了在额定风速以内，以及超出额定风速后的控制方法，以及风机组控制中的一些其他的控制问题。     

不同风电场模型对风电场电压的影响评估

目前,实际的电力系统仿真计算将风电场处理为一台风电机组。随着并入输电网的风电容量持续增加,仍按照一台风机等效对系统仿真计算造成的误差不容忽视,该误差能引起风电场内部保护装置的误动作。文章针对不同风电模型对风电场电压的影响做了详细比较,并给出了量化指标。经过试验仿真分析得出以下结论:不同风电场模型对风电场出口和并网点电压的影响不同,当恒速异步风电机构成的风电场采用一台风电机等效时,将会使风电场出口的相电压计算平均误差达到16.667%。因此,为保证仿真精度与风电场保护的正确动作,在对含风电场的电力系统进行仿真计算时,应将风电场处理为若干台风电机。     

风力机独立桨距角鲁棒自适应跟踪控制

针对风力机非线性电动桨叶系统,分析了桨叶承受的力矩和空气动力造成的不平衡载荷。根据动量矩定理,建立了具有时变不确定项的桨叶动力学模型。设计了风力机独立桨距角鲁棒自适应跟踪控制器,给出了控制器自适应参数的自适应更新率算法。利用李雅普诺夫稳定性理论,证明了桨叶控制系统的稳定性。采用Matlab/Simulink软件建立风力机桨叶动力学模型,仿真验证了控制策略的有效性和可行性。结果表明,在勿需知道桨叶系统时变不确定参数和不平衡载荷的情况下,所设计的控制器能够快速实现独立桨距角跟踪控制,控制器对复杂非线性桨叶模型表现出良好鲁棒控制效果。