基于机组分类的风电场有功功率分配方法研究

针对单一风速预测方法预测精度不高,以及按风速比例进行风电场机组功率分配时,跟踪功率调度指令误差较大的问题,提出一种组合风速预测方法,并基于机组预测风速、当前风速及输出功率的机组分类,提出一种风电场有功功率分配方法。采用模糊C均值分类方法对机组进行分类,根据分类结果确定功率调节优先级,将功率指令分配到不同类机组,再按某一类各机组输出功率的比例分配至每台机组,实现整个风电场有功功率分配。以某风电场实际风速数据进行风速预测和有功功率分配仿真研究,仿真结果表明,该文提出的组合风速预测方法和风电场有功功率分配方法具有风速预测精度高、风电场输出功率跟踪精度高,参与有功功率调节的机组数目少的优点。     

基于偏航尾流模型的风电场功率协同优化研究

为减小风电场尾流效应的影响,提升风电场整体发电量,提出一种基于偏航尾流模型的风电场功率协同优化方法。首先建立风电场偏航尾流模型,该模型包括用于计算单机组尾流速度分布的Jensen-Gaussian尾流模型、尾流偏转模型及多机组尾流叠加模型,对各机组风轮前来流风速进行求解;再根据来流风速计算风电场输出功率,并以风电场整体输出功率最大为优化目标,利用拟牛顿算法协同优化各机组轴向诱导因子和偏航角度。以4行4列方形布置的16台NREL-5 MW风电机组为对象进行仿真研究。结果表明,所提出的基于偏航尾流模型的风电场功率协同优化方法能显著提升风电场整体输出功率。     

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。     

基于最小网损的风电场无功优化分配策略

针对含双馈式风电机组的风电场接入系统维持接入点电压稳定性问题,通过分析通辽某风电场的实测数据,分析其无功补偿特点,提出了基于有功最小的无功优化分配策略;构建了以风力发电机、箱式变压器和集电线路有功损耗最小的无功优化分配目标函数,利用等微增率法对其求解;在考虑风电场有功损耗的前提下,充分利用双馈式风电机组无功调节能力,制定了该风电场无功分配方案。仿真结果表明该策略的可行性,对风电系统的经济运行具有一定的参考价值。     

出力受限风电场群有功分配多目标优化策略

受风电发展与电网建设、负荷分布不协调等因素影响,弃风限电问题日益严峻。文章提出一种适用于因限风导致出力受限的风电场群有功分配多目标优化策略,该策略采用二次移动平均法对风电功率进行超短期预测,以风电场群实际有功出力与出力限值的差额最小以及输送线路损耗最小为目标,同时考虑风电场输出功率约束、低预测功率约束、避免机组频繁启停约束条件,基于改进遗传算法对各风电场群分配有功出力任务。以东北某实际风电场群为例,对所提出策略的可行性进行了验证。     

海上风电场功率提升和疲劳平衡综合优化控制

针对海上风电场,综合功率提升和疲劳平衡分配的优化目标,提出一种以天为优化周期的优化策略.在电网高负荷时段,基于Jensen尾流模型,以轴向诱导因子为优化变量,风电场整场功率最大为目标,运用随机粒子群算法进行风功率利用提升优化控制;在电网低负荷时段,基于风电机组综合疲劳系数计算方法,以机组轴向诱导因子为优化变量,应用尾流...     

考虑尾流效应的风电场有功功率控制策略研究

随着大型风电场的快速发展,由于尾流效应造成的风电场能量损失成为重要的问题。本文考虑风电场内的尾流效应,提出了优化的有功功率和桨距角曲线以降低独立机组的能量损失,从而达到风电场的总有功功率提升的目的。同时,通过挖掘风电机组有功出力和尾流效应的关系,给出基于有功控制的尾流优化方法,建立了风电场有功出力优化模型。最后,基于某风电场的实际数据建立仿真模型来检验控制策略的有效性,并引入传统单机MPPT方案进行比对,结果证明提出的新型控制策略大大提高了整个风电场的有功功率,并且计算量小,优化方法简单,具有一定的工程应用价值。     

基于风电机组聚类的风电场有功分层分配策略

针对风电场传统有功功率平均分配策略造成风电机组运行损伤差异性大、机组调整和启停次数多等问题,提出基于风电机组聚类的降功率分层分配策略。考虑实际风电机组调控能力,设计基于鲸鱼优化算法（WOA）的改进极限学习机（ELM）风电机组功率预测模型。构建实际风速、实际发电功率和预测功率的三维特征矩阵,提出基于模拟退火遗传算法（SAGA）的改进模糊C均值（FCM）聚类模型。以预测功率平均值和标准差、最大降功率值确定机群和机组调度优先级序列,构造“机群-机组”的两层分配策略,减少调整机组和停机机组的数量、提升风电机组损伤均衡性。结合某风电场实际工况,设计限功率模式不停机与停机的分配策略验证方案,对比分析3种不同策略的分配效果,算例结果验证了提出的分配策略的有效性。     

有功调整提升模式下风电场优化控制策略研究

针对风电场有功功率调整升功率模式下,考虑故障停机机组、降功率运行机组及低风速区机组对升功率贡献有限等情况,给出一种基于各机组出力能力差异分组的风电场有功调整提升控制策略和算法。同时,该算法将风电场运行环境温度过低、过高情况下期望运行机组的数量,以及避免机组频繁启停等因素作为风电场优化运行的约束条件。算法根据当前风力发电机组的运行状态、预测功率、故障代码等条件建立分组模型,结合风电场有功调整量及约束条件得出风电场机组最优运行的功率控制算法。仿真结果表明,算法能够保证风电场功率调整误差小,输出功率平稳,同时又避免机组的频繁启停对电网产生的冲击。     

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。     

考虑混搭风电机组的海上风电场集电线路拓扑动态优化方法

随着海上风电朝着深远海、大型化的方向发展,市场上风电机组的迭代速度加快,而海上风电场整体开发周期长,与风电机组的机型研发速度不相匹配,故在海上风电场的开发过程中可能会将不同型号的风电机组进行组合布机;但要如何在不同机型的搭配方式中,从经济性与可靠性的角度选择出最佳的拓扑结构进行连接,是混搭风电机组拓扑结构优化的主要难点之一。因此,构建考虑混搭风电机组的海上风电场集电线路拓扑结构动态优化方法,以改进K-means算法和改进Prim算法完成海上风电场的回路划分、路径设计;采用动态交叉优化策略完成拓扑中海缆交叉的处理,权衡每个拓扑方案的经济性与可靠性成本,进行最佳拓扑结构输出;最后通过不同混搭风电机组场景下的拓扑优化结果,验证该方法的有效性。     

海上风电场微观选址工程优化方法与软件开发

海上风电场用海面积有限,同时由于湍流强度低,尾流恢复慢,其微观选址优化排布方法是海上风电的关键技术之一.在实际工程应用中,其排布一般采用人工经验和方案比选方法,由于受主观因素影响以及比选方案数量有限,难以得到工程优质解.文中针对平行四边形网格枚举方法存在计算效率低和优化时间长的问题,提出一种海上风电场微观选址工程优化方...     

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。     

风电场风电机组的接地设计

较系统地介绍了风电场风电机组对接地电阻的要求、接地设计思路及方法,并提供实际工程中接地网布置图实例作为参考。     

考虑风功率分布特性的风电场变压器选型方法

风电场变压器选取直接影响风电场投资建设与运行的经济性及安全稳定性。针对该问题,以考虑风功率分布规律的思想,指导风电场变压器选型。首先研究风功率分布规律与变压器运行经济性,包括风功率分布的时间与空间特性、单台与双台变压器在不同工况下的运行特性及相互间的对比分析;继而在此基础上,给出风电场初始规划及后期扩建规划中的变压器选型方案,从而使变压器选取达到规划以及运行中的经济最优,在实现其最优化运行的同时亦可提高其运行可靠性。文中依据现场规划中遇到的实际问题构建了具体算例,通过算例说明与结果分析进一步验证了所提方法的可行性与有效性。     

考虑LVRT的双馈风电机组对电网频率的影响分析

为研究具备低电压穿越(LVRT)性能的双馈感应风力发电机(DFIG)对系统频率稳定性的影响,首先利用转子运动方程和等效导纳模型对故障穿越期间和故障恢复期间系统频率与风机馈入系统的有功功率之间的关系进行理论推导,建立含双馈风电机组的电网频率响应解析模型,在此基础上分析了低电压穿越特性对系统频率稳定性的影响;然后基于PSC...     

双馈风电场有功频率分层控制

风电场有功频率控制是风电场接入电网运行的关键技术。在分析双馈风力发电机组减载运行控制策略及超速法下双馈风力发电机组的减载运行调节能力的基础上,提出了提高双馈风电场的有功调节能力及接入电网后系统频率稳定性的有功频率分层控制策略。该策略根据不同风速区风电机组的减载运行调节能力差异,设计了风电场层分配策略及风电机组层控制策略,在满足有功控制要求的前提下,尽可能提高风电场对电力系统暂态频率稳定的支持。仿真结果表明,该控制策略在系统稳定运行时尽可能存储转子动能,当出现功率扰动后,能够通过快速释放转子存储的动能响应系统频率变化,从而提高了双馈风电场接入电网后的系统频率稳定性。     

一种评价风电场设计水平的新方法

提出了一种独立于当地风资源、基于实际设计水平来评价风电场设计水平的新方法。根据影响发电量的主要设计因素,引入衡量风电机组的选型和布置的3个新指标:风电场发电效率、风电机组容量系数和风电机组布置系数,并推导出这3个系数的表达式。提出的3个新指标具有明确的物理意义,可以定量评价风电场风电机组选型和布置对风电场设计水平的影响。最后对两个实际风电场进行了计算和分析,所得结果的正确性得到风电场实际运行调研和后评价的验证。该方法不仅提出了较全面的对风电场设计水平的评价方法,而且可以进行量化评分,对风电场的设计具有重要的理论意义和经济价值。     

风电场中电力无源滤波器设计与优化

研究风电场并网给电网带来的谐波,分析风电场产生谐波的原理和危害,介绍含风电场的电网谐波分析方法。主要研究风电场中电力无源滤波器的设计和优化方法,基于MATLAB优化工具箱设计并优化滤波器参数。对算例进行谐波分析,初步设计、选择无源滤波器参数,优化初选参数,对比加装滤波器前、加装初选滤波器和加装优化滤波器三种情况下的谐波。结果显示谐波相关指标均得到改善,且滤波效果较好。