风电机组的开放移动控制结构和主控系统设计

针对风电机组点对点封闭结构和随机非线性问题,提出了风电机组的开放移动控制结构和功率曲线LUT线性化方法。在风电机组的线性化转矩和变桨开放移动控制结构框架里,采用PLCopen移动控制系统设计标准设计风电机组主控系统。基于PLCopen标准的风机主控系统设计方法明确了风机转矩和变桨控制器的设计依据和开发标准,对风电机组的主控系统设计和风机整机控制系统集成有指导意义。     

风电机组防雷击保护

随着风电机组单机容量的不断增大,遭受雷击的问题越来越严重。分析了风电机组易遭受的雷电危害形式、防护途径和原则,通过具体的措施阐述风力发电机组的外部防雷和内部防雷技术。     

双馈风力发电机的一次调频控制

风电机组并网冲击导致系统惯性降低,双馈风机发电机可通过对励磁电流的控制改变电机转速,从而利用转子动能调节功率支撑,减小对电网的扰动.针对变速风电机组的综合调频问题,通过对风力发电机一次调频特性的分析,结合矢量控制调功、附加功率惯性控制和PI变桨控制技术,实现了双馈风机一次调频组合控制,基于Matlab搭建了双馈风机发电系统仿真模型,仿真结果显示所采用的组合控制方案能对系统提供功率支撑,提高了系统频率稳定性.     

风电场无功电压控制研究

目的研究双馈感应发电机的无功发生极限,采用一种风场控制策略实现接入点电压达到控制的目标值,以实现风场内的协调控制.方法双馈感应风机机组作为主要无功源,以双馈风机风电系统的功率关系为基础,把并网点电压调节作为目标同时考虑到各机组机端电压的协调控制策略.按照机端电压近似相等的原则来整定各台机组的无功出力,针对所采用的策略应用PSAT仿真软件搭建风场模型并进行了仿真.结果优先控制风电机组进行无功功率调节,降低风电功率波动,仿真结果验证了策略的正确性和有效性.结论充分发挥双馈风机作为风电场的元素组成部分的调压能力,提高风电机组对系统正常电压波动的适应性,并且减少了无功补偿设备的无功输出,实现了快速调节.     

走向深海

正从诞生至今,海上风电的历史还不到30年,其技术革新之迅猛令人印象深刻。如果以这种速度发展下去,未来的海上风电将会呈现怎样的景象呢?最明显的趋势,是风力机的进一步大型化。现今叶片制造技术以及传动系统性能的持续改善,使得风力机可以使用更大型的叶片,相应地提高了单机容量。目前主流海上风力机的单机容量已经达到6兆瓦,风轮直径达150米。运用更大型的机组,能够通过提高可靠性以及在同功率情况下缩减基础制造与吊装成本,来获得更好的经济性。预计到本世纪20年代,单机容量为10兆瓦的海上风力机将会投入商业化应用,而到30年代,单机容量为15兆瓦的机组将能够面市。当今我国乃至世界上建成的海上风电场绝大多数为近海风电场。未来,海上风电势必会向深远海发展,因为深远海范围更广,风能资源更丰富,风速更稳定,也不会与海上渔场、航线等发生冲突。前文介绍的风力机基础都需要与海床结合来提供承载力,而深海风力机要是仍然使用这一形式,其基础的尺寸和造价将随着水深急剧增加。也就是说,深海风力机将只能选择用海水     

双馈风电机组总体控制策略及运行性能

为了全面准确分析并网风力发电机组实时运行特性,有必要对风电机组总体控制策略及其运行性能进行研究。针对双馈风力发电机组类型,建立了风力机、传动链和双馈发电机的数学模型。从风能最大利用和风机安全运行角度,提出了考虑电机损耗最小的风电机组最大功率输出控制策略,以及考虑转速和功率限制的变桨控制策略。结合双馈发电机功率解耦控制策略对风电机组的总体运行性能进行了仿真。通过仿真、理论分析以及实际风电机组运行数据的比较,结果表明所建立的双馈风电机组数学模型和总体控制策略是有效的。     

风电机组试验台的设计与改造

风电产品质量是关乎风机企业生存发展的重要因素,为了避免质量问题导致二次吊装,必须对风电机组进行工厂测试和功率试验。因此,搭建一个功能完善、操作便捷、安全可靠的风机试验台已成为工厂建设的首要任务。该文根据2.0MW风机试验台的两次项目实施方案和经验,对试验台的结构进行简要介绍,并论述了改进方案和改进效果。     

漂浮式风电场的基础形式和发展趋势

阐述了海上风电场的分类,并对漂浮式风电场风电机组的浮式基础作了详细的介绍。随着风电开发技术的成熟,风机容量大型化、垂直轴风机的应用及建立非并网风电多元化应用系统将是以后漂浮式风电场发展的趋势。     

基于时间序列分段的风电机组调节速率估计

在大规模新能源快速发展和应用的背景下,电网频率波动加剧,而且高比例的可再生能源发电机组挤占常规调频机组,导致系统调频能力不足,迫切需要新能源机组参与电网快速频率控制。而与传统火电、水电机组相比,风电机组具有更强的调频能力。为评估风电机组的调节能力,提出一种基于时间序列分段的风电机组调节速率估计方法。首先,基于风电机组的实发功率历史数据,利用分段线性表示方法对风电机组实发功率时间序列进行趋势提取;然后,根据分段趋势自动寻找机组实发功率调节动态段,计算风电机组的调节速率指标。最后,通过仿真和工业案例,并与现有方法进行对比,验证了所提方法的可行性和有效性。     

大规模风电并网条件下水电机组辅助AGC协调策略研究

随着风电渗透率增加,其不确定性带来的功率波动也将变大.由于常规火电机组的减少,此时系统中参与自动发电控制(AGC)的火电机组将没有充足的容量调节风电功率波动从而引起系统频率稳定问题.基于此,提出了协调因子的概念,利用水电机组辅助协调参与AGC的策略,从而协调更多优质调节资源进行协调控制,以抑制风电不确定性带来的影响.仿真算例表明,所提策略能适应现有调度控制框架,对风电功率波动有很好的协调控制效果.     

利用实时功率曲线优化风功率预测系统

我国风电高速开发,大容量风场分布集中、容量增速过快。由于地区电网消纳容量有限,加之风电的随机性和间歇性,给电力系统的安全稳定运行造成了严峻的挑战,也不利于风电的进一步发展。提高输出功率的预测精度就很重要了。本通过对风电场所有风机的实时功率曲线的拟合,预测各风机的功率范围,叠加后得到整个风电场功率预测的置信范围,通过比较模型的预测输出和风场风功率置信区间。根据模型的相应修正规则对模型进行相应的调整,使得模型的预测结果最优化。     

考虑风电机组旋转备用的风电系统备用容量计算

文章提出变速风电机组旋转备用概念和实现算法,设置风电场出力上限,利用风电机组出力可控性,实现风电场间互补备用,减少常规机组提供的备用容量。采用 K-均值聚类算法对风电场历史数据进行聚类分析,分析风电场功率预测偏差引起的风电系统备用需求的概率分布。设定电网安全运行置信度,计算常规机组所需提供的备用容量值。结果证明,风电机组旋转备用和良好的风场风资源互补性可以减少常规机组所需提供的旋转备用容量,多风场聚合为一个等值风场,可以减少调度出力给定值。     

含风电的电力系统动态频率分析

研究了风电接入某实际电力系统对系统动态频率产生的影响。通过建立直驱式永磁同步风电机组动态模型和含风电的实际电力系统模型,对含风电的电力系统动态频率进行了仿真分析。研究了风速扰动对系统动态频率的影响、风电渗透率上升对系统频率调节能力的影响以及风机脱网故障对系统动态频率的影响。在风机增加了基于虚拟惯性的频率控制系统,研究了具有调频系统的风电机组对系统动态频率的影响。研究结果表明大规模风电场的风速扰动将导致系统频率出现显著波动;随着系统风电渗透率的增加,系统的调频能力将明显下降;风电场在故障下的风机脱网事故将对系统动态频率造成严重影响。增加频率控制系统使风电机组具备了一定的调频能力,有效地抑制了扰动情况下的系统频率波动。     

考虑CO2排放成本的风储联合调度优化

储能系统越来越多地应用于电力系统,其与风电配合可以减少风机出力的波动性,因此有必要对风电储能联合调度。提出了一种考虑CO_2排放成本的风电储能联合调度优化模型。首先说明了CO_2排放成本。然后建立了以火电机组成本费用、排放成本、火电机组启停成本、风机成本、电池成本最小为目标,考虑有功功率平衡约束、风机出力约束、火电机组启停约束、电池储能充放电约束等条件的优化模型。接着利用非线性遗传算法对本文所建模型进行求解。最后在IEE30节点中进行仿真分析,说明了所提方法的正确性和有效性。     

风电机组变流器技术特点和可靠性分析

风电机组变流器是风力发电机组核心部件之一,是实现能量转换的关键设备,其可靠性决定了风电机组运行的可靠性。由于风电机组运行环境特殊,因此,风电机组的功率变流器有其自身的行业应用特点。围绕功率变流器的可靠性问题,从变流器的工作特点及技术要求出发,分析了变流器故障主要原因,阐述了功率器件在工作中的失效机理,提出了提高变流器可靠性的措施。     

风电机组基础结构形式及计算方法

风能作为一种清洁的可再生能源,越来越受到世界上国家层面的密切关注。风力发电机组正常运转需要稳固的基础。随着风电机组的装机容量不断增大并由陆地发展到海洋,风电机组基础面临海洋环境更复杂的荷载工况,故对其进行研究更具有理论意义与工程应用价值。系统阐述了中外风电机组基础的结构形式及其计算分析方法的研究现状与最新进展。首先,分别介绍了风电机组基础在陆地和海上不同类型的结构形式及其适用范围;其次,对风机基础结构体系的风机荷载与环境荷载、静力学与动力学计算、结构冲刷及腐蚀等相关问题研究进行了系统分析与归纳;最后,指出风电机组基础研究和应用中存在的问题并提出了研究方向,同时还展望其未来在中国广阔的发展前景。     

考虑尾流效应的分频海上风电系统有功功率控制策略

为保证分频海上风电系统在每个分配周期内功率指令的准确、可靠响应，该文分析了尾流效应对风电机组有功调节能力和功率指令响应持续性的影响，提出了一种基于有功功率闭环的优化分配策略。在优化过程中引入尾流模型和闭环反馈控制。SimWindFarm仿真结果显示，该文闭环控制方法和传统比例分配方法的结果比较：通过在优化模型中引入尾流模型，能够更准确地计算各台机组的有功调节能力，保证功率指令分配的合理性；设计了基于有功功率闭环的反馈控制器，能够及时地对机组出现的功率跌落做出调整，提高了分频海上风电系统功率指令响应的可靠性；能够更好地适应湍流风速变化场景，保证分频海上风电系统出力满足电网调度需求。     

基于DDPG算法的风力发电机变桨距控制研究

风电机组模型的不确定性以及风速等外部干扰严重影响风电机组输出功率的稳定性,基于准确风机参数的传统控制策略难以满足系统控制需求。因此,本文提出一种基于DDPG算法的风机变桨距控制器。借助强化学习仅需与环境交互无需建模的优势,以风机模型为训练环境,功率为奖励目标,变桨角度为输出,采用深度神经网络搭建Actor-Critic单元,训练最优变桨策略。采用阶跃、低湍流、高湍流三种典型风况对算法进行检测。仿真结果表明,不同风况下基于DDPG算法控制器的控制精度、超调量、调节时间等性能均优于传统比例-积分-微分控制器效果。     

最大功率点跟踪方法在风力发电系统中应用浅析

针对风电机组最大功率点跟踪控制问题,详细阐述了风电机组最大功率点跟踪原理以及影响因素,在此基础上从改善风电机组最大功率点跟踪(MPPT)动态特性、融合现代控制理论及多目标优化控制方面就风电系统MPPT研究现状和发展趋势做了探讨。     

贵州盘县平关风电场EPC工程2500kW风机基础优化设计

贵州盘县平关风电场EPC工程位于贵州省六盘水市盘县火铺镇和平关镇境内,工程采用混排方式,安装12台单机容量2500k W的发电机组和13台单机容量1500k W的发电机组,其中2500k W的发电机组采用预应力锚栓代组合件代替传统的基础环钢结构。风机基础的结构设计克服高原喀斯特岩溶山区及特殊的凝冻天气环境,在传统的重力式圆形扩展基础的基础上进行优化设计,结合工程的特点,采用新型肋梁基础结构型式,提出最优设计成果。