山东沿海风能资源分布特征及评估

利用山东省沿海测风塔70 m高度完整1 a的观测资料计算分析风能资源参数特征.结果表明:山东沿海地区平均风速与有效风功率密度分布特征相似,烟台沿海区域平均风速及有效风功率密度最大分别达到6.7 m/s、463.5 W/m2,沿海北部地区风能资源最为丰富,日照地区最少;受海陆风作用,春季风能资源最好,其次是冬季,夏季最差,风速最大值基本出现在14—16时;年有效风能时数及百分率分别为7 440 h、85%;风能密度分布基本以偏北或偏南方位较大.沿海区域风能资源分布特征与长年代评估结果及数值模拟结果基本一致.     

上海横沙岛风能资源评估

由于全球能源和环境危机,人们加快了对风能利用的研究与开发,而风能资源评估是有效利用风能的关键.根据对横沙岛测风数据的处理,分析了横沙岛的风速变化规律,对有效风速、风向频率、风能密度、有效小时数和风速频率进行了评估,其风能资源评估结果为建立风力发电场提供了理论依据.     

贺兰山风电场风能资源特性分析研究

利用贺兰山风电场测风梯度塔实测资料,采用最小二乘法等数学物理方法分析研究了贺兰山风电场的风能资源特性．结果表明,风速幂指数四季变化明显,冬季最大,夏季最小;不同高度的风速频率分布近似满足韦布尔函数分布;10m年平均风速〉5．5m／s,平均风功率密度大于210w／m^2,50m年平均风速在7．0m／s以上,平均风功率密度在400W／m^2以上,属风能丰富区;风能资源随着高度的增加而增大,适当提高风力机的安装高度,能够明显提高风能的利用率．     

大庆油田风能资源评价

摘要:利用大庆油田所在地区1981年1月～2010年1月逐时平均风向、风速等观测资料,与概率密度函数相结合的方法,来拟合风速频率分布,评估大庆油田地区的风资源.对大庆油田地区风能资源各参数进行了计算和分析,同时详细分析了该地区风能资源的分布规律及特点.研究表明,该地区风能资源储量相对丰富,具有广阔的开发利用前景.     

高效风轮发电机新技术研究进展

阐述了当前世界风能利用的发展态势,分析了中国风能开发面临的机遇与挑战的形势和未来的发展方向.指出了目前世界上流行的传统的塔架式三叶片风电机存在着风能转换效率不高、轻风难启动、烈风须停机、时间利用效率不高等缺点.探讨了进一步提高风电机双向效率的相向旋转式、风筒式、全永磁悬浮轴承式风轮机和变浆距双馈直驱永磁式风电机,以及惯性飞轮储电等国内外多项新技术的研究进展与研发范例.提供启发,以促进风能利用和风电技术的健康发展.     

基于小波理论的风电功率实时协同预测研究

风力发电联网运行是实现风能大规模开发利用的主要途径,准确的风电功率实时预测是实现风能大规模合理调度的有效手段。对风电功率波动特性进行了分析,得到合理的小波分解层数,通过选取各层预测的最优方法,从而得到协同预测模型。最后以吉林省某风场的实测数据为例,阐述了模型选取的准则,预测结果验证了协同预测模型的有效性。     

用于风力发电的新型集风装置自动控制系统设计

性能良好的集风装置是风力发电以及其它一些利用风能作为主要动力源的设备能够高效工作的重要保证.在阐述新型专利技术“直立式风力发电机”专利思想的基础上,给出了直立式集风装置的自动控制工作原理,并以微控制器为核心部件,设计了集风装置自动控制系统.实验结果表明:该系统能够实时跟踪风向变化,调整集风叶片与风向的夹角,以便最大效率地利用风能,控制方法正确可行.     

大惯量风力发电系统功率波动平抑控制策略综述

由风速波动性和间歇性引起的风机出力波动对电网安全稳定运行造成不利影响。因此,平抑输出功率波动性成为大惯量风机控制的主要研究目标之一。首先对影响风功率波动性的因素进行梳理,然后以风能利用效率为标准,将输出功率平抑策略分为低风能利用型、高风能利用型和其它类型三类。从基本原理、方法、优缺点和研究趋势等多方面,对各类平抑策略进行全面综述和总结,对比归纳了不同控制策略的本质,并对未来研究方向进行讨论。此外,文中亦对风轮转动惯量与风能利用效率、功率波动性关系进行深入分析,论证了大惯量风机功率波动平抑过程中兼顾效率的重要性。     

省级风能资源信息管理及辅助决策平台研制

风能资源的开发在湖北省已呈迅猛发展之势,但全省缺乏统一的风能资源开发的信息管理平台,不利于省级能源主管部门的科学决策和审批,亟需建立一套基于GIS技术的全省风能资源信息管理平台.在此背景下,以湖北省境内的测风数据、风能资源评估报告、风电场发电量数据、地理基础数据、高分辨率的高程数据和遥感影像数据等为基础,结合气象站数据、风能资源数值模拟数据,实现对全省风电项目建设进度的跟踪管理、测风数据的管理、风能资源分布的查询、实时数据的监控,再综合应用这些数据,通过Map GIS强大的空间分析功能,充分挖掘有价值的信息,实现了风电场的选址及辅助决策功能.     

高层扩散体建筑风能集聚效应研究

为研究截面为方形的高层扩散体建筑的风能集聚效应,采用风洞试验和CFD数值模拟相结合的方法,以平均风速、风速增大系数和湍流强度作为评价指标,选取建筑间距、风向角和建筑高差等作为控制变量,通过比较分析获得不同情况下高层扩散体建筑风能集聚效应的最佳位置.结果表明:适当的建筑间距对集聚效应具有加强作用,而后随间距增大集聚效应减弱,迎风面宽度相比风通道长度对风能集聚效应影响更大,且在建筑全高的1/2~5/6范围内风能集聚效应明显,其中在3/4处达最佳.然而,随着建筑高差的增大,风能集聚效应逐渐减弱,其中风速最大位于相对较低侧建筑全高的5/6处.     

考虑风电不确定性的风电场参与调频市场投标策略

针对风电大规模并网将增加电网调频需求的问题,提出考虑风电不确定性的风电机组同时参与能量市场与调频市场的日前投标方法.分析风电场在2种市场中的收益机制,在调频市场收益中考虑调频性能指标（FRPI）,提出调频性能指标的估值方法. 分析风电场参与2种市场的投标策略. 利用核极限学习机（KELM）和核密度估计（KDE）,建立风电功率概率预测模型KELM-PSO-KDE.基于功率概率密度的预测结果,以风电场收益最大为目标函数建立优化模型,利用蚁狮优化（ALO）算法求解该模型,得到风电场同时参与2种市场的日前最优投标功率. 风电场真实数据的仿真表明,提出的风电场同时参与2种市场的投标策略,可以使风场侧获得更大收益,有助于缓解电网的调频压力,具有优越性和普适性.     

风电场风能资源测评的excel解法

用excel解决了风切变指数、湍流强度、风向分布玫瑰图、威布尔分布、风功率密度这五个风能资源的重要评测指数的计算和分析.     

一种利用混合储能系统平抑风光功率波动的控制策略

储能系统作为一种能量缓存装置,在风光储一体化发电系统中发挥着至关重要的作用。将储能的功能定位于平抑风光输出功率波动。为满足系统对功率和能量两方面的需求,利用超级电容和蓄电池两种互补元件组成混合储能系统对可再生能源出力波动进行两级平抑,提出了基于移动平均算法的控制策略,在此过程中,依据功率波动量大小及储能单元的荷电状态对移动步长进行实时优化。通过对蓄电池和超级电容的灵活、准确、快速控制,实现了风光输出功率波动的平抑,有效改善了风光出力波动引起的电能质量问题,并延长了蓄电池的循环寿命。在PSCAD/EMTDC环境下搭建系统模型,仿真验证了控制策略的有效性。     

随机风荷载作用下超大型冷却塔结构屈曲分析

利用屈曲本征方程的形式解推导出随机屈曲本征值满足的概率密度演化方程。以对数风剖面中的10m高平均风速和地面粗糙度为随机变量,分析了超大型冷却塔的随机屈曲承载力。进而,计算出其均值及标准差。结果表明,随机屈曲承载力的概率密度函数具有一般形式,不易采用常见的概率分布模型拟合。随机屈曲承载力均值与按照均值参数计算的屈曲承载力接近,但其变异性介于两个随机变量的变异性之间。     

Propagation of gravity wave packet near critical level

In the middle and upper atmosphere, there are large-scale circulations that vary with altitudes. A gravity wave, which propagates through these circulations, may encounter a critical level where the background mean wind velocity matches the horizontal phase speed of the gravity wave. The nonlinear interactions between an upgoing gravity wave and the mean wind are highly nonlinear near the critical level due to the exponentially decreased atmospheric density. The main purpose of this article is…     

锥形涡诱导下正方形平屋盖风压特性

为揭示旋涡作用下的脉动风压功率谱特性和确立谱能量与旋涡运动或湍流尺度之间的演变关系,基于大跨屋盖结构风洞测压试验,以涡轴方向测点列和横风向测点列为研究对象,分析了来流非垂直于迎风墙面时3种不同来流工况(均匀流、格栅紊流和B类地貌)和3种不同风向角(15°、30°和45°)下正方形底面的平屋面风压分布和锥形涡涡轴的运动特征.分析结果表明,3种来流工况下屋面最大风吸力、最大脉动值均出现在屋面下三角区的迎风顶点附近.3种风向角下,30°时在迎风顶点附近锥形涡诱导的平均、脉动风压均达到最强.对于同一来流工况下,随着风向角的逐渐增大,涡轴与迎风前缘的夹角和再附作用范围均在逐渐减小.涡轴方向迎风点附近测点风压谱谱峰值与其对应的屋面风吸力成正比例关系:在高频范围内,测点风压谱相应频率对应的谱能量峰值越大,屋盖平均风吸力也越大;在低频范围内,相应频率对应的谱能量峰值越大,其脉动风吸力也越大.均匀流下涡轴方向各测点间的互相关性较弱,格栅紊流和B类地貌下测点间的互谱曲线呈现指数衰减模式.     

Characteristics of wind pressure pulse on large-span flat roofs

The wind pressure pulse events, among the most important characteristics of wind pressure fluctuations on large-span flat roofs, were investigated by wind tunnel tests in this paper. Incorporating the formation mechanism of wind pressure pulse events, the peak over threshold method was employed to study properties of this kind of events. The event duration time, the energy contribution, the number of the pulse events, and the distribution of average peak pressure were calculated. Probability density functions of some typical samples in separation region were also given. Results show that the non-Gaussian roof pressure is strong in the flow separation region owing to the wind pressure pulse events. Evaluations of the extreme peak pressures, which can be determined by the peak over threshold method effectively, are important to the design of building cladding.     

基于组合损失函数的BP神经网络风力发电短期预测方法

为了改善风电大规模并网带来的电力系统功率平衡问题,提高系统的风电消纳能力,构建了基于组合损失函数的风电功率预测神经网络模型. 为了提高原始数据信息的利用率,在模型中将数据进行分类,提出以最小化组合损失函数为目标的BP神经网络风力发电短期预测模型,由均方差损失函数、交叉熵损失函数和排序损失函数按照不同的权重比构成组合损失函数. 基于实际风场数据,对基于组合损失函数的预测模型效果进行训练和仿真验证,结果表明相较于基于单一的均方差损失函数的预测方法,提出的组合损失函数可有效提高预测精度.     

不规则结构扭转风荷载

对具有“靴型”造型的超高层建筑进行多点同步测压风洞试验,详细研究该类建筑的扭转风荷载.引入扭转向等效力偶的概念,比较扭转向等效力偶与水平风荷载之间的大小关系.结果表明：等效力偶与水平风荷载量级相当.比较分析各测点层平均和均方根扭矩系数随风向角的变化关系,发现两者都与截面的厚宽比有着密切的联系.最后,采用最小二乘法对超高层建筑扭转层风荷载规格化功率谱曲线进行了拟合,并通过拟合曲线直观反映了扭转风荷载受层高、厚宽比等参数的影响规律.