海上风电噪声影响、预报、控制及测试研究综述

海上风电作为一种清洁能源,近年来在我国迅速发展,然而海上风电在建设和运营阶段产生的噪声会对海洋生物造成负面影响。文章系统梳理了风电场建设期及运营期对海洋生物的影响、海上风电打桩及运行噪声预报、风电打桩噪声控制方法以及风电场建设期及运营期噪声测试方法,从影响、预报、控制和测试4个方面,总结海上风电噪声的研究进展,以期相关科研人员能够对海上风电噪声有较为完整的认知,科学合理地利用海上风电资源。     

基于降低风力机叶片损伤的风电场优化调度

叶片是风电机组的核心部件之一,占风机总成本的20%,是影响风电机组运行寿命的重要因素。通过对叶片在几种不同载荷工况下叶根材料破坏时循环次数的计算,再结合线性累积损伤理论,得到了不同工况下的叶片损伤量。在同时考虑了风电机组叶片损伤、启停次数以及功率控制要求的条件下,建立了风电场的多目标调度模型;并采用二进制遗传算法(BGA)对该模型予以优化,获得了风电机组启停组合和目标功率值。在此基础上,再结合实际算例来验证该算法,通过合理的机组调度,实现了在保证输出功率控制要求的同时,来优化风电机组的启停、改善风电机组的运行寿命以及减少风电场电力系统的运行成本。     

气候变化对可再生能源供应的影响研究

正可再生能源容易受到未来气候变化的影响。利用气候和综合评估模型对主要可再生能源受到的影响进行了研究。对两种气候变暖情况下多种可再生能源(大型光伏电站和屋顶光伏发电、集中太阳能发电、离岸风电和陆上风电、生物质能以及水力发电)的成本和开发潜力进行了定量研究。     

影响大功率风力发电机基础尺寸的几个因素

随着风电技术的发展,风机容量增加的同时基础尺寸也在不断增大,但由于环保政策的加强以及机位受限条件增多,控制基础尺寸能够减少基础开挖对环境的影响,提高风电项目的效益。从规范对风电基础设计的要求入手,系统分析影响大功率风力发电基础尺寸的因素,提出控制基础尺寸的结论和建议。     

拟定蒙西电网风电与蓄能电站配合运行规模的简化方法

大规模风电接入对电网影响较大,而抽水蓄能电站启停迅速,可以较好的配合风电运行,减小对电网的影响。结合内蒙古西部电网(简称蒙西电网)风电基地出力特性和典型日负荷特性,从风电与用电负荷的吻合程度、对电网调峰容量的影响、弃风电量的经济比较分析,抓住了影响风电与抽水蓄能电站配合运行规模的主要因素:在负荷低谷时段风电的上网(容量)率,提出了合理的简化方法。该方法简单直观、实用有效,需要的资料少,对合理开发利用风电资源的规模估算具有实际指导意义,对风电与抽水蓄能电站配合运行规模的规划设计具有参考价值。     

大容量风电场对新疆电网暂态稳定影响灵敏度分析

现阶段新疆电网结构较为薄弱,风电比例又比较大,风电对新疆电网稳定的影响日益增大。应用电力系统综合程序分析研究达坂城风电一场和二场以不同方案接入对新疆电网稳定性的影响,分析比较了网内大机组切机、联络线三相短路故障情况下全网机组功角、电压、频率变化,风电场出力变化,联络线功率变化,以及故障极限切除时间和暂态稳定的裕度。研究表明,达坂城风电场目前的接入方案不会对电网稳定运行产生实质性影响,而且如果将达坂城风电场改接达坂城变电站将更加有利于电网的稳定运行。     

哈密风电基地出力特性研究

基于新疆哈密风电基地测风塔实测数据,从风电出力日变化、季节变化以及相关性、互补性等方面研究大型风电基地出力特性问题。对风电场、风电场群和风电基地的出力特性进行了分析,并比较时间长短差异下风电出力特性的差异,得出大规模风电基地的出力特性:长时间尺度下,风电出力相关性显著;短时间尺度下,风电出力互补性显著。     

风电场超短期风功率预测问题研究

以河北省某实际风电场为例,选取风电机组历史功率数据、风速以及数值天气预报的风速和风向作为输入因子,采用人工神经网络法对风电场超短期功率预测问题进行研究.研究结果显示,输入因子的差异性对风功率预测结果影响较大.另外,风电机组历史数据对功率预测结果的影响随时间增加而减小,进行3h以上风电场功率预测时预测结果精度在很大程度上依赖数值天气预报数据精度.     

基于智能优化方法的风电基础设计

在研究风电基础满足地基承载力、地基变形和基础的抗滑、抗倾覆、抗剪、抗冲切、受弯以及几何构造要求的基础上,运用智能优化方法,将优化设计理论应用于风电基础,建立了风电基础优化的数学模型,并结合工程实例对风电基础进行校核计算和优化设计,得出了一种安全可靠、经济实用的风电基础优化体系。     

风力发电技术发展动态

本文介绍了近几年风电机组研制、风资源评估及风电场发电量预报等风电技术发展动态,简要分析了其发展方向,并对我国的风电开发及技术研发工作提出了建议。总的来说,陆上风电技术已经成熟,今后研究的重点将集中在进一步减小对电网冲击和环境影响以及降低风力发电成本上。海上风电技术处于快速发展阶段,海上专有机组设计、风资源评估、海上施工技术和维护策略将是未来研究的重点。我国应该在大力进行风电工程建设的同时重视风电的基础理论和技术研究。     

大型风电场对电力系统暂态稳定性的影响

对大型风电场接入后的电力系统暂态稳定性进行了研究。从理论上分析了基于双馈感应电机的风电机组的暂态稳定机理；基于双馈风电机组的动态数学模型，通过仿真计算研究了大型风电场并网对电力系统暂态稳定性的影响，分析比较了在同一接入点接入双馈风电机组与接入同步发电机组对电力系统稳定性的影响，仿真计算进一步验证了理论分析的结果；最后得出结论：基于双馈风电机组的风电场对电力系统暂态稳定性的影响要好于在同一接入点接入相同容量的同步发电机组。     

双馈感应风力发电机网侧变换器低压运行与控制

电压型双PWM变换器用作双馈风力发电机的交流励磁电源在风力发电系统中得到广泛应用,但在电网故障时会引起电网侧变换器直流链电压波动,影响双馈感应风力发电机的不间断运行。分析了引起交流励磁发电机电网侧变换器直流链电压波动的因素,提出了在电压跌落时采用基于小波模型方法,通过引入恰当的前馈项,使流入母线电容的电流为零。与传统的前馈控制策略进行仿真比较分析,验证了改进的前馈控制策略能在负载突变和电网电压骤降的情况下,有效地控制变换器直流母线电压,提高了直流电压调节速度,减小了振荡幅值,同时也起到保护直流链电容的作用,提高了电力系统的稳定性。     

基于改进混沌蚁群算法的风电场无功电压协调控制策略

为改善及解决大型风电场接入电网后的局部电压稳定和无功裕度等问题,基于某风力发电场实际运行情况,建立了包含双馈风电机组(Double-Fed Induction Generator,DFIG)和静止无功补偿器(Static Var Compensator,SVC)的风电场无功功率协调模型,并提出了一种多目标且综合考虑两者之间协调配合的控制策略。该协调策略以风电场内各个节点的实时测量数据为基础,为满足算法的实时性要求,采用改进混沌蚁群算法求解包括风电场公共连接点(Point of Common Coupling,PCC)在内的各节点电压稳定度最好及总体无功裕度最大的多目标优化控制模型,改善PCC点母线在内的局部电网电压水平并且提高风电场内部无功裕度。以西北某风电场为例进行仿真,结果表明,无功电压协调控制策略能够较好地改善风电场的局部电压稳定性,且提高该区域的无功裕度。     

风电场中性点额定电流与电容电流的配合关系

风电场35 k V系统接地变中性点电阻器额定电流通常相对偏低。当集电线路发生经电阻单相接地故障时,集电线路继电保护装置往往难以动作成功。针对该问题,根据电网继电保护运行整定规程,结合电网故障波形,分析了集电线路继电保护装置难以动作成功的原因。在此基础上,提出了中性点电阻器额定电流与电网电容电流的配合关系,并应用于现场,有效提高了风电场集电线路的供电可靠性。     

华中地区风电发展对水电调度模式的影响

鉴于在新形势下,对清洁能源的调度管理,尤其是对水电的合理调度,关系到电网安全运行,也关系到华中地区对国家能源政策的贯彻落实这一问题,在深入分析风电、水电特性的基础上,考虑能源消纳顺位,提出了加强风电运行管理、改变水电传统优化调度模式等切实可行的意见和建议,对电网清洁能源调度工作有一定的参考意义。     

基于粒子群优化算法的河谷地形风电场优化布置

以四川省安宁河谷地区的风电场为例,利用Meteodyn WT软件,对所选的风电场测风数据进行了分析研究。通过分析研究,得到了整个风电场各个网格点的风速、能量密度、湍流强度以及发电量等方面的参数;在此基础上,以风电场的发电量最大、尾流影响较小为优化目标,建立了基于改进的粒子群算法的优化数学模型,并运用该模型,对风力发电机组的机位优化布置方案进行了研究。研究结果表明：经过优化,与原有的风力发电机组的布置方案相比,优化后的布置方案的理论年发电量提升了5.58%。     

多能互补——促进可再生能源发展的有效途径

可再生能源的利用已成为保障国民经济可持续发展的重要战略之一。陕甘青宁电网区域内目前可规模化开发利用的再生能源主要包括：水电、风电、光伏电等。文章重点探讨陕甘青宁电网水电、火电、抽水蓄能、风电、光伏电互补的必要性、技术可行性及经济合理性。     

风电典型机型的闪变严重度分析

风力发电机组的并网运行对当地电网的电能质量有不良影响。为此．根据定速机型、变速机型引起电压波动和闪变的原理及并网风电机组电能质量的国际电工标准IEC61400—21，讨论了测量风电机组输出闪变的方法，给出了两种典型机型的短时闪变严重度与风速的关系实验曲线，并对不同风速段的闪变成因进行了分析。结果表明，变速风电机组在高风速区域综合应用桨叶节距角和变流器控制实现输出功率的稳定能够减小短时闪变严重度，在低风速区域追求最佳风能利用系数将使闪变严重度值增高。     

多目标微网环保经济调度模型研究

微网运行特别是在孤岛情况下,由于太阳能光伏发电、风力发电的随机性较大,使得其电能的调度成为一个重要且困难的问题。针对不同分布式电源的特性以及成本,对传统意义下的微网经济调度模型进行了修正,将环境成本、发电成本和旋转备用成本作为多目标,建立了环保经济的微网多目标模型。针对3个不同的目标函数,采用NSGA-II多目标优化方法,求解多目标协调的最优解。算例结果表明,该算法和模型的收敛更快、更全面。