一种提高风电机组调度可靠性的风电场功率控制策略

以提高风电机组调度可靠性为目标,提出一种考虑风电机组运行健康度的风电场功率优化调度策略。首先提出一种基于风电场数据采集与监视控制系统(SCADA)监测数据的风电机组健康状态评估策略,利用综合劣化度对机组的健康状况进行总体评估,为功率调度决策过程提供辅助依据。针对风电场实际运行中对机组启停以及功率控制的要求,结合机组健康度信息,建立风电场功率调度的复合目标多步优化模型,并设计基于遗传算法的求解策略。最后通过详细的算例验证了所提策略对改善运行风电机组的整体健康程度,优化机组的启停计划、提高风电场功率控制可靠性具有良好作用。     

考虑风电机组运行健康状态的风电场优化调度方法

当前风电场功率控制过程中多关注风电机组的发电能力,很少区别对待健康机组和带病机组。对此,以风电机组运行参数为评估指标,计算各指标劣化度,并以综合劣化度为风电机组健康状况的总体评判指标,再结合风电机组启停状态及功率控制要求建立风电场的多目标调度模型。采用混合编码遗传算法优化该模型,获得风电机组启停组合和目标功率值。仿真结果表明,该方法优化了风电机组启停计划,改善了风电机组的整体健康程度,提高了风电场有功输出的可靠性和稳定性,为功率调度过程提供了依据。     

基于SCADA及振动监测数据的风电机组变权综合状态评价

数据采集与监视控制(Supervisory Control and Data Acquisition,SCADA)系统是一套广泛应用于风电机组状态监测的系统。文章提出基于SCADA及振动监测数据的多数据源风电机组变权综合状态评价模型,并进行实例分析。研究表明,该模型在风电机组状态评价中是合理有效且可实现的,其评价结果为机组的维修决策及风电场运行优化提供了科学依据。     

风电机组大部件的备品备件区域库存优化控制策略

风电机组大部件的备品备件是保障风电机组运行的重要物资,合理的备件库存可减少风电场的停机损失。针对风电机组大部件的备品备件库存控制问题,提出了基于(s,Q)策略的区域库存优化控制策略。首先,以威布尔分布函数描述风机大部件的故障概率密度。其次,考虑风电机组设计寿命及备件短缺停机时间,通过概率模型推导了区域库存策略下的风机大部件备件成本和平均可用率公式。然后,以备件成本最小为优化目标,建立库存优化控制模型,并分析了大部件的各主要参数对最优库存控制参数的影响。最后,通过算例分析验证了该策略的有效性。     

基于风电场机组大部件运行状态的年度检修策略

风电场机组年度检修是保证所有风电机组正常运行的重要手段,合理的检修方案可以降低风电场运行维护成本。为确定风电场的最优年度检修方案,文章提出了一种基于大部件运行状态的风电场年度检修策略。首先,综合考虑大部件的工作役龄、维修历史及当前运行状态,以威布尔比例强度模型计算部件的故障概率;然后,定义检修改善因子,描述年度检修对部件故障概率的降低程度,建立考虑故障停机时间、故障维修费用及检修成本的年度检修策略优化模型;最后,通过算例分析验证该策略的正确性及有效性。     

风电润滑的优化管理

风电的快速发展对风电润滑管理提出了更高的要求,为保障风电场中风电机组安全稳定运行,风电机组油品润滑管理的全面优化和创新,势在必行。用先进的润滑技术和系统化、网络化的运作模式,从油品选择、状态检测到对润滑维护进行全面优化整合,以提升设备润滑管理水平。     

基于变功率因数的分散式风电场优化运行策略

提出一种考虑负荷类型和风电机组无功极限的分散式风电场优化运行策略。建立基于静态电压特性的典型负荷通用模型;挖掘分散式风电机组无功能力,采用机端并联电容器平衡并提高双馈感应发电机无功调节能力;分析风电机组功率因数对配电网各节点电压、有功和无功网损影响规律;在此基础上,提出基于改进萤火虫算法的分散式风电场最优功率因数运行方法。基于IEEE-33节点模型进行仿真计算,结果表明:分散式风电场小范围功率因数优化调节可有效减小配电网网损,提高电压稳定性。     

基于发电成本和疲劳均匀性的风电场有功功率控制策略研究

针对限功率工况下风电场机组有功分配问题,文章建立了机组发电成本模型和综合疲劳模型。采用改进的粒子群优化算法,在风电场各机组风功率预测信息的基础上,以风电机组疲劳均衡、单位发电成本最低为目标,以功率平衡、出力限制、开停机时间限制等为约束条件,研究限电情况下风电场内有功控制优化策略。最后,对比3种分配方案下风电场的有功总出力、发电成本和疲劳均匀性,分析限功率控制下风电场典型机组的有功出力特征,结果表明,同时考虑发电成本和疲劳均衡条件的优化策略在有效降低成本的基础上能够保证机组间的疲劳均衡,从而降低机组维修频率。     

海上风电MMC-HVDC联网系统控制策略

该文提出提升海上风电场联网运行性能的高压柔性直流输电系统功率控制策略。采用附加频率控制保持风电机组机械功率和电磁功率的平衡,定交流电压控制维持风电场交流侧电压幅值和相位恒定;提出注入三次谐波调制信号的换流站功率运行区间优化方法,有效防止风速突变引起风电机组输出功率超过额定值而导致的换流站闭锁事件,并采用PR控制器对三次谐波调制信号所引起的高次谐波进行抑制。通过数字物理混合仿真系统,构建8台双馈风电机组的风电场通过柔直联网的系统模型,仿真结果表明设计的控制方法具有良好的动态、稳态特性。     

偏航工况下风电机组尾流模型与风电场尾流叠加研究

风电场中通过风电机组主动偏航进行尾流优化控制,可以提高风电场发电量。文中根据偏航工况对风电机组尾流和功率输出的影响,建立了偏航工况下单台风电机组尾流模型和输出功率的简化计算方法。而对于全场不同来流风向,对机组位置进行坐标变换以确定风电机组的迎风顺序,并结合尾流叠加模型建立了偏航工况下风电场尾流分布计算方法。最后,以单列6台风电机组为研究对象进行计算分析,验证了该尾流计算方法的适用性及主动偏航控制对风电场发电量提升的可行性。     

考虑风电消纳能力的含风电场电力系统多目标优化调度研究

针对含风电场的电力系统调度中存在的风电消纳问题,提出一种基于第二代非劣支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II)的多目标优化调度方法。为使电力系统在消纳尽可能多的风电同时,兼顾经济性、安全性和环保性,分别以风电消纳、发电成本和污染物排放量为目标建立了含风电场电力系统双目标及三目标调度模型,采用NSGA-II进行优化求解,并详细分析了不同目标组合策略下电力负荷、机组组合和优化目标对风电消纳的影响程度,同时引入伪权向量法为决策者提供非劣解信息,辅助决策者完成优化调度。分析结果表明,该方法有助于评估机组组合、目标组合等因素对电力系统优化调度的影响程度,对合理提高含风电场电力系统的风电消纳能力有一定的指导意义。     

限风情况下风电场群有功分层协调控制策略

针对风电发展与电网建设、负荷分布不匹配产生的弃风限电问题,结合国内风电大规模、远距离集中并网的特点,提出一种适用于限风情况下的风电场群有功分配分层调控策略,包括子场层调控策略和机组层调控策略。采用加权移动平均法对风电功率进行超短期预测,基于多目标函数模型及遗传算法对子场层和机组层分配有功出力任务。以东北某实际风电场群为算例,研究表明,该调控策略能实现风电场和机组有功出力任务的优化分配,可提高电网消纳风电水平、降低线路有功损耗。     

基于Multi-Agent遗传算法风电-抽水蓄能联合优化运行

文章以经济和环境的综合效益最大化为目标,建立风电-抽水蓄能联合优化运行模型,考虑抽水蓄能机组和火电机组的各种运行限制,研究不同权重因子下电网效益、风电利用率和机组的出力情况,并研究了求解所建立优化模型的多Agent遗传算法,通过算例仿真验证所建模型及方法的有效性和实用性。结果表明风电场与抽水蓄能电站配合,可以降低风电对电网的影响,提高电网消纳风电的能力,还能够对火电厂机组功率起到平滑作用。     

考虑尾流效应的风电场优化控制技术研究

针对已建风电场,提出一种考虑尾流效应的风电场优化控制方法,以减少风电场尾流效应,提高风电场整体输出功率。研究机组状态参数变化与输出功率、尾流分布间的量化关系,揭示风电机组状态参数变化与输出功率、尾流分布间的耦合关系;提出尾流与风轮交汇面积的计算方法,建立多台风电机组的尾流叠加模型;以风电场整体输出功率最大为目标函数,轴向诱导因子为优化参数,粒子群算法为优化算法,建立考虑尾流效应的风电场优化控制模型。以丹麦Horns Rev风电场为算例进行计算分析,结果表明:所提出的考虑尾流效应的风电场优化控制方法能够使风电场整体输出功率增加。     

基于迁移成分分析的多风电机组运行状态识别方法

风电机组运行状态识别对风电机组发电性能评估和风电场精细化管理具有重要意义,然而不同风电机组的数据采集与监视控制系统(supervisory control and data acquisition,SCADA)数据分布差异明显,如果将已训练好的单台风电机组正常行为模型直接应用于多风电机组运行状态辨识,辨识精度较低.为了...     

含多个风电场的穿透功率极限概率值计算及置信区间估计

考虑了不同地域的风速变化和负荷波动,并计及发电机组和输电线路随机故障的不同场景,采用蒙特卡罗方法进行状态抽样;构建含多个风电场的风电机组容量优化模型进行优化分析;为贴近系统未来实际运行情况,引入基于一定置信概率下风电场最大机组容量的区间值估计;IEEE30节点算例分析表明:在不同地点同时接入风电机组的效益将优于在同一地点集中接入的情况,风电场穿透功率极限区间估计更加易于适应系统未来运行状态的不确定性,从而验证了该文提出的模型和方法的可行性和正确性。     

基于运行数据的风电机组转矩控制性能评估

风电机组的性能评估方法具有多样性及复杂性的特点,基于风电场SCADA系统中采集的大量风电机组运行数据,对风电机组转矩控制的性能评估方法进行了研究。在深入分析风电机组中发电机转速与发电机转矩关系的基础上,提出了风电机组在最佳风能利用系数Cp(max)跟踪区内的转矩优化控制的性能评估方法。通过筛选有效数据,拟合计算出风电机组的实际运行转矩增益系数;再通过与理论最优转矩增益系数进行对比,找出风能捕获能力较弱的风电机组,进而采取措施提高其发电量。通过软件仿真及案例分析表明,该方法在不增加设备及成本的情况下,可有效识别因转矩控制的性能差而影响发电量的风电机组,以便及时进行控制策略调校,维护风电场的利益。     

基于深度学习的直驱风电机组故障辨识

对直驱风电机组进行故障预测预警能够大幅提高运维效率,利用深度学习进行SCADA数据建模为风电机组早期故障预警提供依据。采用随机森林方法筛选SCADA中与目标参量关联度较大的监测参量,用以构建深度神经网络数据驱动模型;以机组健康时的SCADA构建训练模型,统计分析其误差,确定故障预警阈值;分析在线测试数据集在健康模型中的误差变化规律,给出故障预警。文章提出的方法成功应用于1.5 MW直驱风电机组的早期故障辨识,对于风电场合理调配人员物资,优化运维策略具有重要意义。     

含SVG直驱风电场降阶模型与宽频振荡抑制措施研究

在直驱风电机组状态空间模型、SVG状态空间模型的基础上,建立了含SVG直驱风电场并网系统降阶状态空间模型;分析发现直驱风电场内SVG可能引起宽频振荡.为了抑制含SVG直驱风电场内宽频振荡,提出了含SVG直驱风电场宽频振荡阻尼控制器设计方法.基于降阶状态空间模型,以目标振荡模式的阻尼比为目标函数,通过优化算法整定控制器参...     

考虑疲劳均衡的海上风电场主动尾流控制研究

海上风电场运行维护成本高,而其尾流效应影响更加突出,不但会影响风电场的发电效率,还会增大风电场内机组的疲劳载荷,增加运维成本。文章针对基于疲劳均匀的海上风电场主动尾流控制展开研究,通过GH-Bladed软件计算建立了风电机组在典型控制工况下关键零部件的疲劳损伤量数据库。其中的工况包括最大功率追踪、桨距角控制和偏航控制3种,并引用了量子粒子群算法,通过变桨和偏航两种方法进行优化控制,以实现海上风电场发电量提升和风电机组疲劳均匀的多目标主动尾流优化控制策略,降低海上风电场运维成本。仿真结果表明了所提出控制方法的可行性。