故障风机损失发电量估计方法的研究

风机的故障率对风电场运行期间的经济效益有重要的影响。为了量化风机故障所造成的经济损失,研究并提出了一种风机故障停运期间损失发电量的估计方法,它优先利用正常运行的风机风速估计故障风机风速,结合故障风机的实际输出功率特性曲线,估计出故障风机的损失发电量。在估计方法的基础上,给出了该方法在风机监控系统中的实现,并对估计效果进行了验证分析。     

发电量指标在风机设备采购招标中的运用

在人类对能源需求日益增加的今天,风能作为一种可再生的清洁能源,越来越受到人们的重视。然而在国际招标过程中,风电机组设备评标标准还存在一些问题。本文就这些问题展开讨论,并提出一些解决的办法。     

基于风频Weibull分布和风机功率特性求解风机发电量

提出了一种准确求解风机发电量的方法。首先利用欲安装风机地区一年的风速资料建立风速频率Weibull分布的数学概率模型来拟合实际的风频分布,然后根据风力发电机自身的功率特性通过最小二乘法拟合输出功率特性曲线,最后采用一个实际的例子详细阐述了这种风机发电量的计算方法并通过此方法得到该地区使用Fortis Espada(800)风力发电机发电的相关数据的计算结果。由于这种计算方法完全建立在风速频率Weibull分布和风机自身的输出特性的基础上,因此得到的风机输出平均功率和发电量的计算结果更加准确。在辅助计算软件的协助下,计算过程可以得到很大简化并满足工程应用。     

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。     

光伏发电系统发电量的一种表征方法

随着光伏电源接入配电网的数量和容量的增加,光伏电源对配电网的影响日益显著。本文提出利用月平均每小时可用度和负载率来表征并网光伏发电系统对配电网和负荷的供电情况,从而了解光伏电源的平均性能。实例分析表明,月平均每小时可用度越小,光伏发电系统向电网注入的功率越小,而负载率越大,反之亦然。该方法可为在电力市场条件下的配电系统能量管理和调度的决策提供参考。     

一种风机系统减振分析

本项目通过对风机系统模态和振动测试数据分析,确定了风机系统扭转振动严重是由于风机系统下风机支架扭转刚度较弱,高转速下共振引起;基于风机支架模态应变分布,梳理了风机支架薄弱部位,并针对薄弱部位给出了可加强方案;基于CAE分析了各加强方案对风机支架扭转刚度性能的影响规律,并通过模态和振动测试验证了顶部加斜筋加强方案;结合风机支架加强方案CAE和实验验证结果,对风机支架简化方案主要部件支柱进行了参数优化,给出了相应风机支架简化方案,进行了相应CAE和试验验证。     

一种计算MOA电位分布的新方法

通过“先场后路、场路结合”的数值计算方法，分析了氧化锌避雷器（ＭＯＡ）沿轴向高度的电位分布情况，并讨论了参数对电位分布的影响以及改善电位分布的措施。     

一种线路相间故障测距新方法

提出了一种适用于输电线路相间短路故障的高精度定位技术,选取相间故障定位函数相位发生突变的点为相间短路故障点,从原理上消除了故障电阻、故障位置和线路两端电源相角差等因素的影响,具有较高的定位精度。进行了PSCAD软件和故障录波测试,验证了该方法的正确性和实用性。     

计算土壤参数的一种新方法

确认大地模型和土壤参数是变电站接地网模拟计算的首要工作。通过电磁场理论和格林函数 ,利用递推算法获得水平多层土壤中电流场的地电位分布 ,结合复镜像法 ,推导出四极法所测视在电阻率与极间距的关系。引入非线性目标函数 ,将土壤参数问题转化为求目标函数的极值问题 ,采用拟牛顿的最优化方法 ,可快速求出土壤的参数。用该方法编制的软件可准确地确定任意层土壤模型。     

单机计算法修正风电场发电量计算

风速频率分布不符合weibull分布时,利用软件计算电量存在较大误差。利用单机计算和软件计算的两种方法对测风塔位置的风机进行发电量计算,通过两种发电量比较计算得出weibull分布模型修正折减系数,将此系数考虑到风电场电量折减计算中,得出比较真实可靠的发电量。     

风电场安全风速计算方法研究

在对实测的风速资料进行分析的基础上,采用相应分析方法建立气象站与风场的风速关系,应用Wasp软件模拟计算风场各机位轮毂高度的安全风速,总结出准确计算风电场安全风速的方法,为安全合理地利用风能资源提供可靠的依据.     

分布函数差异化导向的风电功率预测误差气象条件概率建模方法

从统计学角度分析条件概率分布的差异性对于随机决策问题的重要性,并提出一种分布函数差异化导向的风电功率预测误差气象条件概率建模方法。以预测误差概率分布总体差异程度最大化为目标,利用改进的K-means算法进行气象数据聚类,并基于聚类结果对风电功率预测误差数据进行分箱;采用通用分布拟合不同气象模式的误差概率密度,得到解析化的风电功率预测误差气象条件概率分布。利用支持向量机实现气象模式识别,从而基于数值天气预报为调度计算提供相应气象模式下的误差条件概率模型。以中国华北地区某风电场历史数据为例,验证了所提方法的有效性,且相较于不考虑气象的简单统计频次模型,所提模型可使系统的风电消纳水平得到有效提升。     

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。     

风力发电机整机气动性能数值模拟计算与仿真研究

利用Fluent软件对风力机整机在额定风速和7个非额定风速的工况下进行气动性能的数值模拟计算,分析多个风速的工况下的风力机整机气动性能的特点和差异,仿真叶片气动流场流态,并计算叶轮的受力、扭转力矩、输出轴功率和风能利用效率等性能参数,验证风力机气动性能数值模拟的可靠性,观察其叶轮表面以及整机的压强分布、流速分布、湍流强度、流速矢量等流态图.对风力发电机叶片的设计和气动数值模拟计算分析的工作可深化对风力发电机叶片及整机的气动性能的了解,仿真风力发电机组气动流场,并能为风力机叶片及整机的设计、改型和研发工作提供技术参数和指导意见.     

如东沿海地区风速数据分析及风力发电量计算

通过运用威布尔函数，对如东沿海地区的风速数据进行分析，计算了该地区70m高度处的风速分布特性和风能平均功率密度。根据风速数据的采集高度，确定了所选的风力机。并以该种风力机为例．研究分析了该地区的风力发电量和容量系数。计算结果表明，如东沿海地区70m高度处的风力发电储量十分丰富。     

不同风电机组的低电压穿越能力分析

应用Matlab 7.0建立了含不同风电机组的风电场动态模型,用于研究包含恒速异步风力发电机和双馈异步风力发电机的风电场对电网的影响,通过仿真分析电网发生严重三相短路故障后不同风电机组的低电压穿越能力,以及加装静止无功补偿器(SVC)后风电机组的低电压穿越能力.比较风电机组转速、有功功率和无功功率变化情况,得出结论:双馈异步风力发电机变速平稳,低电压穿越能力较强,有利于优化电能质量.当电网发生故障时,针对风电场中的不同风电机组应采用不同的策略来提高风电机组的低电压穿越能力,维持电力系统的稳定运行.     

变步长爬山法在双馈风力发电系统最大风能跟踪控制中的应用

变步长爬山法能不依赖风速检测或风机功率—转速特性曲线而实现风力发电系统的最大风能跟踪,具有良好的应用前景。首先根据风机运行特性给出了直流机模拟风机方案,详细论述了变步长爬山法的原理及在双馈风力发电系统中的实现方法。然后将该方法应用于基于定子电压定向的双馈发电机矢量控制策略中,搭建了带直流机模拟风机的双馈风力发电系统实验平台。实验结果验证了在风速变化的情况下系统能自动搜索达到对应风速的最佳转速,实现风机最大风能捕获,并具有对快变风速的响应能力,验证了控制方案的正确性和可行性。     

大型风力发电机齿轮箱的有限元分析

介绍了风力发电机齿轮箱的相关原理,利用CAE平台ANSYS WORKBENCH,对箱体进行了有限元分析,按形变和应力分布结果为据,对箱体方案进行细化和改进,提高了方案设计的可靠性。     

一种风电机组在低风速区间的功率控制方法

由于在低风速区间风速变化较快、风能密度较低,因此对风电机组的功率转换效率造成了较大影响。针对风电机组在低风速区域的运行特点,从功率控制角度出发,以提高风电机组功率输出效率为目的,采用最大功率点跟踪控制策略(MPPT)实现对风能最大限度的捕获,提出了大范围快速对焦最优转速的控制策略。与传统爬山法相比,该方法具有寻优速度快、精确度高、简单易行的优点。在Power Simulation(PSIM)环境中仿真分析,研究结果表明:该控制策略对提高机组稳定性和功率转换效率具有一定的价值。