基于GSPN的海上风电场维护过程建模与分析

随着海上风电产业的规模化发展,大型海上风电场对风电机组维护保养的要求也将越来越高,全面地考虑影响海上风电场维护工作的各项因素,科学合理地实施风电机组维护工作,对于降低风电场运营成本、提高风电场运营效率具有重要的作用。该文着眼于提高海上风电场维护工作效率,提出了基于广义随机Petri网(GSPN)的维护过程建模仿真方法。通过对海上风电场维护工作全过程的分析,按照维护工作过程的层次结构自顶向下建立了相应的着色Petri模型,运用GSPN相关理论对工作票的执行过程及其实施效率进行了深入论述,采用着色Petri网仿真工具CPN Tools对维护过程进行了仿真,并对影响维护工作的相关因素进行了分析。     

基于模糊综合评价的海上直驱风电机组运行状态评估

直驱式技术正在成为海上风电机组传动系统采用的主流技术之一,对其运行状态的实时正确评估显得极为迫切。该文提出一种集成了相关系数法、劣化度分析法和模糊综合评判等多种方法的风电机组运行状态评价模型。采用客观赋权法中的相关系数法来计算指标权重;归一化指标参数采用劣化度分析法;利用多层次模糊综合评价法,自下而上、逐级地对风电机组各个子系统的运行状态进行评价。并对该评价模型进行实际直驱风机在线监测数据的应用分析,评价结果符合实际运行数据的分析。该文研究结果可为海上风电场直驱式风电机组日常运行维护的管理提供决策辅助,提高海上风电场运营效率。     

海上风电场的“大脑”:集控中心

正作为海上风电场的"大脑",集控中心在陆地上远程监控着所有的风电机组和管理整个风电场的运行。来自一台台风力发电机组和海上升压站以及连接的海缆等设施的信息,都要传输到集控中心进行分析处理。同时,从这里向末端设备发出详细的调度指令,因此,集控中心是个不折不扣的"司令部"。集控中心能极大地提高风电场安全运行管理水平和驾驭大风电的能力,推进了集约化管理,使风电生产运营模式更加科学合理。不仅实现了集中管控,现场无人值班、少人值守,区域检修的风电管理模式,同时也降低了风电场运营和维护成本。远程监控系统可根据风功率预测,准确地预测出负荷变化趋势,为其状态检修提供可靠依据。集控中心通过运用现代信息和通信技术,实时收集、分析并报告风电场的风     

海上风电场建设重大工程问题探讨

三峡集团公司承担了国家“十一五”科技支撑计划项目中近海风电场选址及风电机组运行、维护技术开发和近海风电机组施工、测试专用设备的研制等有关课题的研究工作,在江苏近海和潮间带建设了多台具有自主知识产权的试验风机。通过研究测风、风资源评估、基础结构、运输吊装、运行维护等海上施工关键技术,以及推动大型海上风力发电机组的研发,探索降低海上风电开发成本的措施。以海水淡化为切入点,开展风电的非并网应用研究,寻求解决风电消纳问题的新方法。     

海上风电机组基础的适用性与选择

海上风电基础在风电的正常建造和运营维护中占有重要的位置。它的选择与受力特点、海床的地质结构情况、海上风浪载荷以及海流、冰荷载等诸多因素有关。因此,海上风电机组的基础被认为是造成海上风电成本较高的主要因素之一,选择经济合理适用的基础结构及施工方法是海上风电场研究开发的主要课题。     

海上风电场运维抢修船的电气设计

随着海上风电技术的日益成熟,我国海上风电产业进入了迅猛发展的时代。与此同时,风电场的日常运行维护、故障抢修以及运维技术人员和工具设备的运输等都成为迫切需要关注的问题。风电场运维抢修船作为海上风电场日常运维抢修和人员安全登离风塔的便利交通工具,对其研究开发具有重要的现实意义。基于风电场运维抢修船的使用要求,该文主要介绍42m海上风电场双体运维抢修船电气专业设计,包括电力系统、动力定位系统、登乘梯系统、通信报警系统等,并提出了一些特殊的电气解决方案,优化了电气设备的配置。这些设计思路,可为将来运维抢修船的研究开发和设计提供一些参考。     

考虑多主体博弈的海上风电场接入系统规划方法

海上风电可提供高效清洁的新能源,是我国能源结构转型的重要战略支撑,但其接入系统的规划存在对不确定性市场竞争环境下多利益主体间交互行为的影响考虑不充分的问题.提出了一种考虑多主体博弈的海上风电场接入系统规划模型,结合海上风电接入系统投资主体、运营模式多样的特点,兼顾多个参与主体的利益,通过优化接入系统的接入方式和投资运营合作模式,得到最优的海上风电接入系统规划方案.该方法可为多主体投资运营下海上风电场接入系统的科学灵活规划和有效运营管理提供参考.     

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。     

中国风电产业发展问题及建议

为缓解我国能源问题,有效利用风能资源,发展风电产业,我国于2006年颁布实施了《可再生能源法》,同时出台了支持风电产业发展的各种财政政策,过去的几年间我国风电产业实现了“爆发式”增长,但是在风电产业高速发展的同时,从风电机组制造到风电场开发建设及运营管理,再到风电上网等各环节的问题也逐步显现出来,如何保证风电产业健康快速的发展成为一个亟待解决的问题。     

基于小波变换的风电机组传动系统故障诊断与分析

随着人类对能源的大量需求,电力行业飞速发展,风力发电以其投资成本低,机组结构简单,绿色环保,已经逐渐成为清洁能源的发展趋势,而风电场建成后的运行维护成本直接决定着风电场的效益,因此,对风电机组的典型故障进行分析,建好机组健康管理档案就显得非常重要.在对风电机组传动系统的组成和各部分的功能及风电机组的主要传动部件的故障机理及故障类型分析的基础上,以某风电场实际发生的弹性支承螺栓断裂及联轴器损坏故障为研究对象,应用小波变换进行故障的诊断和定位,分析故障产生的成因、发展过程及趋势.以新西兰况得实公司的风电机组振动检测仪器及自带分析软件对小波变换分析结果进行了验证,结果与实际状况非常吻合.据此提出了今后避免此类故障发生的预防措施和改进方法,以期为今后风电场的运营维护提供可靠的技术支持.     

大规模海上风电的非并网多元化应用研究——变海上风电场输电上岸为直接输产品上岸的探索

针对海上风电大规模发展成本高、并网难、故障概率高的瓶颈，提出了一种海上大规模风电非并网多元化应用系统。该系统突破海上大规模风电并网的单一应用模式，通过必要的技术创新与集成，将大规模海上风电与高载能产业（如海水淡化、电解水制氢和电解铝等）直接耦合形成一个完整的新系统，变海上风电场输电上岸为直接输产品上岸，不仅破解了大规模、超大规模海上风电应用难题，而且大幅度节省海上风电场投资成本，提高了风电利用效率，具有十分重要的现实和战略意义。     

风力发电系统中SVG的电气二次设计应用实例

风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的,导致出线并网功率因数不合格、电压偏差、电压波动和闪变等问题,对于大容量风电场接入系统时还存在稳定性问题;同时系统电压的波动也会对风机的正常运行造成影响,上述问题都可以通过合理的配置无功补偿得到改善。本文结合具体工程实践介绍了SVG在风电场升压站设计中的注意事项以及应用SVG之后电网电能质量的改善情况。     

网络式风电监控数据采集系统

针对风电场机组之间物理距离远、维护难度大的特点,设计了一种风电监控系统的总体方案,并以此方案设计了数据采集卡系统的软硬件。论述了模拟调理板、采集板、核心板硬件电路的工作原理和数据采集卡的软件功能。该系统按照TCP/IP协议将相应的采集数据通过以太网上传到上位机,上位机可同时监控单个或多个采集卡,从而实现了风电设备的工作状态的远程监控。研究结果表明:该系统能使用户方便的监控风电场的运行状态,从而有效的保护机组,避免设备过多的损坏。     

混合风电场中双馈风电机组三相短路电流分析

近年来风力发电发展迅速,风电场逐渐形成了双馈风电机组和直驱风电机组混合运行的格局。由于双馈风电机组与直驱风电机组暂态特性的差异,直驱风电机组对双馈风电机组的短路电流可能产生影响,无法对混合风电场的短路电流进行准确计算。为此,针对双馈风电机组和直驱风电机组组成的混合风电场,建立了混合风电场故障工频等效电路,推导了不同机组影响下的双馈风电机组输出短路电流表达式。通过与单机双馈风电机组短路电流的对比,分析并总结了混合风电场中双馈风电机组短路电流的影响因素和变化规律。针对不同影响因素下双馈风电机组的短路电流,利用时域仿真进行了分析和验证,仿真结果证明了理论分析的正确性。     

考虑风电出力偏差和调度经济性的风电接纳水平优化

采用威布尔风速分布模型,给出风电出力偏差期望值,并分析风电出力偏差给常规机组和风电并网运行的经济性带来的影响.在此基础上,建立综合考虑常规机组发电成本与风电场运行经济性的多目标经济调度模型,采用多目标粒子群优化算法,以风电出力预测值作为基准来定量优化与评估风电接纳水平.算例表明,该模型能够平衡常规机组与风电场运行的经济性,从经济性角度评估系统接纳风电的能力并为电网调度和风电场运行与规划提供一种依据.     

“风电运维与测试技术”湖南省工程实验室简介

正"风电运维与测试技术"湖南省工程实验室(下称"实验室")于2017年1月经湖南省发展与改革委员会批准组建。实验室由湖南工程学院牵头,联合湘电集团、湘潭永达机械制造公司等相关风电技术企业共建。实验室组建以来,立足湖南,面向我省和国家风电等新能源产业,致力于"风电机组及关键部件状态评估与故障预测技术""风电场运行维护策略优化技术""风电机组测试与仿真试验平台设计与开发"等关键共性技术研究,为我省在风力发电等新能源领域技术水平的提升,为我省和国家风电产业的持续健康发展提供有力的技术支撑和硬件保障。     

利用海上风能

<正>目前,世界上绝大部分风电设备都安装在陆地上,但人们早已把目光投向了海洋。1990年,瑞典安装了第一台试验性的海上风电机组,离岸350米,水深6米,单机容量220千瓦。1991年,丹麦在波罗的海的洛兰岛西北沿海建成了世界上第一个海上风电场,拥有11台450千瓦风力机,能为2000~3000户居民供电。自2000年起,兆瓦级风力机开始用于海上,从而让海上风电项目初步具备了商业化应用价值。2002年,丹麦在北海海域建成了世界上第一座大型海上风电场,安装2兆瓦风力机80台,装机容量16万千瓦。随后,瑞典、德国、英国、爱尔兰、荷兰、比利时、法国等诸多欧洲国家都陆续投入了海上风电场的建设。在欧洲之外,目前中国也在大规模建设海上风电场。2007年,首台1.5兆瓦海上风电机组安装于渤海,接入海上油田的独立电网。2010年,上海东     

海上风电柔直输电系统黑启动研究进展

随着绿色能源的快速发展，海上风电场的规模也越来越大，同时柔性直流也是海上风电场对外传输电能的主要方式。海上风电柔直输电系统在遇日常或故障检修后，需要由换流站等独立完成系统的黑启动。本研究从系统黑启动电源的选择、风电场和换流站的启动方式展开，总结出一种适用于海上风电柔性直流输电系统的黑启动策略，并归纳分析了系统启动过程中注意事项及难点，最后提出系统黑启动的未来发展方向，为今后海上风电柔直输电系统黑启动的研究和应用提供参考。     

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。     

离岸型海上风电场测风塔建设应注意的几个问题

建设离岸型海上风电测风塔对海上风电场的开发建设至关重要,本文介绍了离岸型海上风电场测风塔建设的必要性和挑战以及建设的一般程序和工作内容,提出了建设离岸型海上风电测风塔应注意的几个问题,以供后续工程建设参考。