尾流效应下偏航对风电机组功率的影响

尾流效应严重降低风电机组的功率输出。目前解决尾流效应的主要方法是优化风场布局,这对于已建成的风电场而言是不现实的。相比之下,偏航控制可以使尾流发生偏移,降低尾流效应的影响、提升机组发电能力。文章采用两台激光雷达测风仪和SCADA系统,在某风场开展实验。以此为基础,文章分析了机组不同位置流场特性。根据尾流偏移的原理,分析了不同偏航角度下,两台机组总功率的变化情况。结果表明:对于实验的两台机组来说,偏航不超过45°时能有效提高两台机组的总体输出功率,最大增幅约17.6%。可见,上游风机偏航虽然降低了自身发电功率,但其尾迹偏移能有效提高下游风机的输出功率,可以在风电场应用。     

风电场功率控制策略的研究*

风速的不稳定性和间歇性使得风电机组的输出功率具有随机性和波动性。随着风电场容量的急剧增加,导致电力系统的稳定性和电能质量受到严重影响。文中搭建了双馈风力发电机组的数学模型和控制模型,采用了磁链定向矢量控制技术和电压定向矢量控制技术,针对风电机组的功率调控能力进行了深入研究与分析,提出了双馈风力发电机组的有功和无功控制策略。仿真结果表明该控制策略是合理的、可行的。     

计及尾流效应的双馈机组风电场等值建模研究

针对双馈机组风电场内机组间尾流的相互影响,提出一种新的风电场等值建模方法。该方法考虑尾流效应,定义了"尾流影响因子"表征各台风电机组受其他风电机组尾流影响的程度,并以此作为风电场内风电机组的分组依据。将风向作为输入,从而进行风电机组的分组以及合并等值。同时给出了合并后等值模型参数的计算方法,得到风电场的多机等值模型。仿真结果表明,利用该方法建立的等值模型较之传统的等值模型能更准确地体现风电场的功率输出特性。     

VSC—HVDC在风电场并网系统中的应用研究

介绍风力发电并网对电网产生的影响,分析说明VSC—HVDC的工作原理和技术特点,并对风电场联网VSC—HVDC控制器设计进行阐述,列举VSC～HVDC的应用场合,并且举例介绍国外采用VSC—HVDC在风电并网中的应用。     

储能系统改善大规模风电场出力波动的策略

针对利用储能提高风电对其并网系统的友好性,给出了一种基于储能平抑风电出力波动的策略。对大规模风电并网的某区域电网负荷与风电出力的数据进行了统计分析,得到负荷和风电出力的时域分布规律,提出了利用储能系统协调风电场有功出力与其并网系统负荷功率波动的策略,并建立了相应的数学模型。基于电力系统分析软件DIgSILENT-POWER FACTORY13.1进行了仿真验证,结果表明利用储能改善后的风电有功出力,能够追踪负荷曲线的变化规律,并网风储合成出力对电力系统可以起到"削峰填谷"作用,储能以较低的成本提高了风电对其并网系统的友好性。     

风电场机型选择中的技术经济评价指标

风机的选型直接关系到风电场建设项目的投资效益,甚至投资成败,通过对风电场资源条件及各型风机技术性能的分析,提出了对风电场进行整体技术经济分析的"技术经济评价指标"。以"技术经济评价指标"分析不同风机对风电场场址的适应性和性价比,分析了影响风机机型选择的各项因素。可用于风电场前期机型选择或风机设备采购评标工作。     

双馈风电场穿透功率增加对电力系统稳定影响综述

针对装有双馈感应发电机(DFIG)风电场穿透功率增加带来的稳定性问题,从小干扰稳定性、电压稳定性、频率稳定性3个方面对国内外研究现状进行了分析和总结.综述了基于电力系统稳定器、柔性交流输电技术以及高压直流输电技术的双馈风电场并网系统的改善措施.最后对该领域的未来发展方向进行了展望,指出忽略风速波动和塔影效应,缺乏定量的...     

考虑疲劳载荷的风电场分散式频率响应策略

风电场参与调频时会增加风机的疲劳载荷,导致风电场维护成本上升、运营效益下降.为此,提出一种考虑疲劳载荷的风电场分散式频率响应策略,可在维持风电场调频性能的同时,降低风机疲劳损伤.为实现该目标,首先分析风电场调频及有功控制结构,推导风机线性动力学模型,并构建考虑疲劳载荷的单机频率响应模型.然后基于Jensen尾流模型,推...     

基于风电机组健康状态的风电场功率分配研究

评价风电机组健康状态,合理分配风电场中风电机组的功率,对降低风电场的运维成本有着重要意义。首先,利用风电机组监控与数据采集(supervisory control and data acquisition, SCADA)系统中的风电机组历史运行数据,训练基于长短期记忆(long short-term memory, LSTM)网络的风电机组输出功率预测模型。然后,根据预测功率和风电机组实测输出功率的偏差幅值将风电机组的健康状态分为良好、一般、较差等三个类别。最后,综合考虑风电场中每台机组的健康状态、最大发电能力和电网调度部门对风电场下达的发电指令,建立目标函数和约束条件,采用遗传算法进行求解,得到分配给每台机组的功率。仿真结果表明,所提出的方法不仅能够根据风电机组的健康状态合理分配机组功率,而且能够满足调度中心下达的风电场总的发电功率。     

Reactive power control of wind farm made up with doubly fed induction generators in distribution system

In recent years, the number of small size wind farm made up with doubly fed induction generators (DFIG) located within the distribution system is rapidly increasing. DFIG can be utilized as the continuous reactive power source to support system voltage control by taking advantage of their reactive power control capability. In this paper, considering both reactive power control and distribution network reconfiguration can be used to reduce power losses and improve voltage profile, a joint optimization algorithm of combining reactive power control of wind farm and network reconfiguration is proposed to obtain the optimal reactive power output of wind farm and network structure simultaneously. The proposed algorithm has been successfully implemented on the 16 bus distribution network and the results obtained demonstrate the efficiency of the algorithm.     

内陆风力发电场风机布置方法探讨

提出风电场风机布置的原则.认为不同地理环境条件、风资源条件、地区经济状况都会对风机的布置方案产生影响.对内陆风电场和沿岸滩涂风电场设计中风机布置技术和经济进行了分析比较,并对内陆风场的风机布置提出了一种新的行列距组合选择原则.     

考虑风电接纳水平及负荷增长的海上风电场多阶段规划

现有海上风电场规划建设鲜有考虑建设时序,多属于静态单阶段规划,易造成初始规划方案与中、后期的运行间缺乏有效衔接的问题,为此,提出一种考虑风电接纳水平的海上风电场多阶段规划方案.建立以购电成本最低为目标的日前市场竞价模型来评估电网对海上风电的最大接纳水平,获得未来多年不同负荷水平下区域电网对海上风电的最大接纳水平及上网电...     

含风电场的电力系统最优潮流算法综述

风机出力的随机性,计算含风电的最优潮流算法应能够实时反应对系统潮流影响;计算速度快、收敛性更好、鲁棒性更强,精度高,算法要充分利用分布式处理和并行计算等现代计算机技术是改善算法性能提高效率的有效手段。     

Influence of wind turbulence on yaw‐control gears in wind turbine

This paper describes the influence of wind turbulence on the yaw‐control gears of the nacelle in a wind power station. The site is located on Tappi Cape in Aomori prefecture, where major wind turbulence occurs due to the strong western wind and the steep slope of the cape. This paper discusses two adjacent wind towers out of a total of eleven and clarifies the influence of wind turbulence on the leeward wind power generator. Measurements showed that the turbulence and the standard deviation frequently exceeded IEC Wind Turbine Standards. Consequently, the torque applied to the yaw‐control gears oscillated with a short time period and its magnitude was frequently greater than 4.8 ton‐m (47 kN‐m), regarded as the metal fatigue limit. By a method in which the output of the wind turbine generator is controlled, the magnitude of the oscillating torque can be reduced below the limit of material fatigue. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 176(4): 15–25, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21141     

风电场发电量计算的物理模型

风电场发电量是定量评估拟建风电场效益的重要指标,特别在地形复杂区域,现有风电场发电量计算方法不能较好地反映实际情况。为此,通过对风电场发电量影响因素的分析,引入了物理模型即粗糙度模型和地形模型,考虑了风电场的局部效应对风电场风能资源的影响,采用解析原理分析风电场局地效应与风电机组尾流影响,较为精确地模拟了拟建风电场的风能资源,从而提高风电场的效益。     

带分散风机控制和直流输电的海上风电场并网控制

研究了带分散风机控制和直流输电的海上风电场并网控制,利用基于功率控制的方法对HVDC Light系统并网控制进行了仿真,实现了双侧独立控制,风机侧由多台分散风机各自带换流器组成,通过并联多台风机从而提高系统传输容量和可靠性,风机侧换流器分别采用基于滞环比较的功率控制算法,而系统侧换流器采用基于虚拟磁链的直接功率控制.仿真结果证实了基于该算法的HVDC Light系统连接大型海上风电场可以正常稳定地运行,多台换流器对有功功率和无功功率分别进行协调控制,并且可以满足系统不同的无功需求,而当风速变化时,风机侧可平滑调整输出功率的大小,并无损耗稳定地输送到系统侧.     

贵州首座风电场接入系统问题分析

风电场依赖于气象条件,并逐渐以大型风场的形式接入电网,这给电网带来了各种影响,它影响了电力系统有功／无功潮流、电压、系统稳定、电能质量、短路容量等方面,结合工程实践主要讨论了风电场接入系统带来的电压问题。     

以并网点电压和机端电压平稳性为目标的风电场无功电压协调控制

现有的风电场无功电压控制方法均没有同时以风电场并网点和各机端电压为控制目标,因而不能完备地解决机端电压因扰动而发生偏移越界的问题。提出一种适用于变速恒频风电机组风电场的多目标无功电压控制方法。该方法通过调节风电机组及风电场内快速无功补偿装置优化风电场并网点及场内机组端电压,降低机组因电压越限而导致的脱网事故。以实际双馈风电机组的大型风电场为例,在RT-Lab实时仿真平台上验证了所提控制方法的有效性。     

风电场日出力曲线和储能容量关系研究

为了促进风能的利用与发展,减小大型并网风电场输出功率不稳定给电力系统调度带来的影响,提出了一种基于功率预测和储能系统配合的风电场功率波动平抑方法。分析了风电场日出力曲线与储能容量关系,对风电场历史实测风速数据进行统计,给出风电场合理的储能容量,以期为风电场储能系统容量的选取提供参考。根据某额定装机容量为100 MW的风电场实测风速数据对功率波动平抑过程进行仿真分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

大型风电场接入对交直流并行输电系统频率影响研究

针对风火打捆经交直流并行输电系统送出的情况,搭建了含交直流并行输电线路的四机两区模型以及大型风电场模型,将大型风电场加入到四机两区模型当中。通过仿真对用风电代替火电时系统受到扰动时频率变化进行对比,得出风电机组的接入会使得系统的频率特性变差。并在系统中加入同时考虑交流线路和直流线路传输功率变化的自动发电控制(AGC),仿真结果表明,所设计的AGC能够有效的改善系统的频率特性,提高系统的稳定性。