基于弯曲高斯过程组合方法的光伏出力预测研究

针对光伏发电功率受多种天气因素影响造成预测难度大的现状,提出了一种基于弯曲高斯过程的混合模型,可以实现一天内任意时刻的光伏出力的概率预测,获得置信区间预测值和点预测值.该算法先由多元自适应回归样条模型实现对多维输入变量的约减,同时得到待预测值的先验数据,然后利用模糊C均值算法按天气类型对训练集数据和测试集的先验数据进行聚类,得到相似样本,再利用弯曲高斯过程模型对测试集数据进行估计,最后利用Bagging算法实现对子混合模型的集成学习,得到待预测值的区间估计和点估计.仿真及试验结果验证了该混合模型的有效性和可靠性.与高斯过程估计和BP神经网络分位数估计相比,该混合模型精度更高,实用性更强.     

漂浮式海上大型风力机研究进展

海上风力发电正在向距岸更远、水深更深的海域发展.适用于近海/近岸深水海域(水深50m)的漂浮式海上风力机是未来海上风力发电的发展方向,并已经成为当今世界风电领域和海洋工程领域的研究热点之一.我国在漂浮式海上风力机领域起步稍晚,发展迅速,但距离世界先进水平尚有一段距离.为促进我国漂浮式海上风力机的发展,本文首先回顾了国外漂浮式海上风力机的发展历程和主流技术形式,继而简述了国外漂浮式海上风力机兆瓦级全尺寸样机的海试工作,并从研究角度就设计要求、数值仿真和实验室试验三个方面讨论了漂浮式海上风力机的技术与挑战,最后简介了我国漂浮式海上风力机的发展现状,并讨论了在环境条件限制下,我国发展漂浮式海上大型风力机的问题与解决方案.     

机械振荡条件下微功率光伏电池板的输出特性研究

漂浮式光伏发电具有不占耕地,温升效应低,防止水过量蒸发等优势,正逐渐受到大家的青睐。然而水面起伏波动导致光伏电池板产生的机械振动,会使其输出电压和电流产生低频振荡,发电品质急剧恶化。本文选择了一微功率光伏电池板,对其在典型天气下的动、静态输出特性进行研究,在此基础上搭建了光伏发电的Simulink仿真模型,仿真得出了动态条件下的的光伏电池的P-U和I-U特性曲线,探究了光伏电池板机械振荡角度和频率变化下输出功率极值点的变化情况。研究结果表明,动态条件下光伏电池板的P-U特性曲线会出现多个局部极值点,且电池板振荡角度对功率极值点的影响更大,为后续漂浮式光伏发电的最大功率点跟踪算法的研究提供了更为直观的数据支撑。     

基于图像的终端区相似气象运行场景识别分析

天气影响是空中交通运行不确定性的主要原因之一,基于历史相似气象场景识别是一种有效辅助管制运行决策的依据.相较于传统的基于距离度量空间分布的相似性识别方法,从视觉角度提出了一种基于CNN(Convolutional Neural Network)图像模式的终端区相似气象运行场景识别方法.将处理后的WAF(Weather Avoidance Field)天气避让区图像作为神经网络训练集,构建CNN+K means++模型实现对气象场景分类.进一步依据评估场景分类的实际效果和管制决策状态,构建了基于气象、交通、策略多领域的终端区特征集.从典型场景-典型日视角切入,分析不同场景对终端区运行能力与策略发布的影响,并以广州终端区为例进行验证,结果表明,基于CNN图像模式的对流天气识别具有较显著的效果,可为交通流量管理措施提供指导辅导决策.     

潮流发电装置弹性锚泊设计

海洋潮流能是一种利用价值高、潜力巨大的新能源.漂浮式潮流电站是潮流能开发的一种典型方式,发电装置运输至目标海域之后,需要依靠系泊系统长期停泊,故必须计算分析其在各种外载荷作用下的运动性能,合理设计锚泊系统,避免漂浮式电站发生倾覆的可能性.对2×100 kW潮流发电装置进行锚泊系统设计,并尝试在系泊线中加入非线弹性拉伸材料（高弹性索）.根据装置的特点设计了3种不同的锚线布置方案,利用AQWA软件对整个系泊系统进行时域耦合分析,并对不同方案进行了对比分析.计算结果显示,加入高弹性索可以有效的降低锚泊链的最大拉力,同时高弹性索具有质量轻的优点,加入高弹性索可以降低普通锚链的用量,减轻系泊系统重量.经过多次试算在满足安全性的基础上给出了最终的锚线设计形式,证明了加入高弹性索的锚线设计形式适用于漂浮式潮流电站,能够满足潮流电站在强流、大载荷等特殊条件下对锚泊系统的要求.     

漂浮式风力机驳船式平台响应特性分析

平台的稳定是海上漂浮式风力机能够安全运行的最基础保障.通过建立基于驳船式平台的海上风力机整机模型,采用有限元方法,研究了漂浮式风力机驳船式平台在风、浪、流3种环境载荷联合作用下的时频域动态响应.通过漂浮式风力机驳船式平台在时域和频域内的变化幅度来分析平台的动态响应特性,得到了波浪力即F-K力和绕射力对平台六自由度运动的贡献以及各波浪力随频率的变化趋势.结果表明:平台幅值响应算子和平台所受波浪力均在低频波浪作用下出现较大响应;平台在纵荡、垂荡和纵摇方向的运动响应较之其他3个方向更加明显.     

基于GA-BP的分布式光伏发电预测

基于分布式光伏发电在家庭能源管理系统(HEMS)中具有广泛的应用,光伏输出功率的准确预测影响家用设备优化调度、并网时电网的稳定性及光伏发电利用率。对光伏输出功率主要影响因素进行研究,通过选取光伏发电预测日相似日天气类型(晴天、多云、阴雨天),在传统BP预测模型基础上引入GA优化算法,建立GA-BP光伏发电预测模型。分别选取预测日相似日天气类型为晴天、阴雨天进行实验仿真,结果表明所建预测模型能够提高光伏发电预测精度,在HEMS系统中具有一定的实用价值。     

一种改进的基于暗原色理论的去雾方法

针对有雾图像的浅色或偏白色区域无法正确估计透射率,从而导致图像的去雾及恢复产生过度增强的问题,提出了一种改进的基于暗原色先验的去雾方法.该方法首先提取图片中的浅色区域,并对其邻域场景分区,通过对比度分析来判断每个邻域区域与浅色区域场景的透射率的相似程度.相似度较高的区域在估计中的权重会得到增加.最后用暗原色算法获取临域区域的透射率信息,根据权重分配从而正确估计浅色区域的透射率.该方法可有效估计浅色区域的透射率,与现有方法相比,克服了其对浅色区域恢复失真的问题,去雾后的场景更为自然.实验结果表明,该方法切实可行且具有较好的鲁棒性,可达到良好的去雾效果.     

漂浮式潮流电站系泊张力分析

漂浮式潮流电站是潮流能开发的一种典型方式,系泊系统的设计分析是潮流电站开发的重点和难点之一,由于水轮机产生的流力巨大,系泊系统分析时需要对水轮机进行分析和考虑.基于(计算流体动力学)CFD技术,得出水轮机受力和水动力性能,应用软件对潮流电站锚链受力进行计算,对系泊系统进行校核.从结果中可以看出,由于水轮机的影响,对电站系泊系统提出了相当高的要求,设计的系泊系统满足要求.分析计算接近工程实际,计算结果将为实际工程应用提供理论依据和数据支持.     

基于W77E58单片机的光伏并网电站智能群控器设计

研制了一种基于Winbond公司W77E58单片机的光伏并网电站智能群控器,该群控器由显示模块、通讯模块、时钟模块、报警模块以及大容量数据存储模块等构成。在现场可取代PC机,对多达60台的并网逆变器无人值守监控,具有成本低、安装灵活方便等优点;在大型分布多支路光伏并网电站中,多个智能群控器与PC机可组建多级分布式通讯网络,对整个光伏并网电站进行实时监控和管理。     

漂浮式海上风电机组动力学仿真分析

通过计算机仿真技术,分析深海漂浮式风力发电机组的动力学特性.首先分别建立海上浮式平台的水动力学模型和基于动态入流理论的风轮空气动力学数值模型,然后将其施加到由“风轮-机舱-塔筒-系泊系统”组成的多柔体系统动力学模型上,并由Fortran语言编程计算,将分析模型和结果导入到ADAMS进行可视化及后处理,最后,以美国NREL基本型5MW风电机组数据为基础,对漂浮式风力机系统和近海的定桩式风力机系统进行动力学分析对比,研究结果表明:漂浮式海上风电机组在运行过程中,其浮式平台承受水动力而产生摇荡运动,气动载荷与水动力相互耦合对整机结构动力响应及功率波动有着明显影响.     

一种集成式追光光伏发电冷柜的设计研究

设计开发了一种光伏发电冷藏柜,采用对日跟踪伺服控制系统及单轴追光方式,通过单元追踪的方式实现了对太阳能的高效利用.并在晴朗及阴雨天气下分别进行实验,实验结果验证了追光式光伏板光电转换效率优于固定式光伏板,同时证明了该供电系统可以保证冷藏柜的独立稳定运行.制冷实验过程中,明确了制冷剂的最佳充注量为120 g,进一步实验后...     

晴朗天气时放置方式对水上光伏组件输出性能的影响分析

随着光伏应用领域的拓展,农光互补、渔光互补等生态发电模式成为新宠,水上光伏也由于其不占用陆地面积而成为当前的热点之一.传统光伏系统中,组件通常采用最优倾角放置.但是,在水上光伏系统中可能会由于系统规模较大,形成风帆效应,降低系统的稳定性和安全性.为此,本工作设计了三种放置方式,并对其进行了晴朗天气下的对比测试.结果显示:晴朗天气时,大倾角放置的光伏组件由于接收到最高的辐照度,可产生最高的输出功率;太阳辐射较弱的上午和傍晚,由于水面漫反射,水平放置(或小角度放置)组件表现好的弱光效应;水平且无漂浮板的放置方式,最有利于光伏组件的散热.     

全自主漂浮式海上风电场运维系统关键技术与系统架构探讨

风能作为一种清洁的可再生能源,对于实现“双碳”目标以及低碳能源体系转型至关重要。分析和研究了漂浮式海上风电发展面临的挑战和潜在的技术,特别是重点探讨了信息与通信技术（Information and Communication Technology, ICT）和机器人技术在漂浮式海上风电运维中的潜在应用,进而设计了漂浮式海上风电运维系统架构,旨在降低运维成本和提高运营安全性。所提出的解决方案涵盖了浮式平台设计、数字孪生形式的远程操作、自主水下机器人等多个方面。     

一种应用于光照变化场景的视频编码方法

为提高存在光照变化场景的视频的编码效率,提出一种基于局部亮度补偿的视频编码方法.该方法先计算当前块和匹配块的空间邻近Γ型区域的平均亮度差异,然后用该亮度差异对匹配块进行亮度补偿,进而提高预测精度,最后计算差值信号并对差值信号进行编码.此外,为消除局部亮度变化对运动估计的影响,采用纹理匹配准则进行运动估计,提高运动估计所得的匹配块与当前块的纹理相似度.与H.264标准采用的加权预测方法相比,该方法可以对图像中不同的区域采用不同的参数进行亮度补偿,因此可以进一步提高编码效率.实验结果表明,在恢复视频质量相同的条件下,该方法的编码比特率较H.264标准采用的加权预测方法的编码比特率平均下降了2.34%.     

海、陆两用风力发电实验平台设计

在风电场通过现场测试分析研究风力机性能由于受到现场环境的限制,能够获得的研究数据有限,室内模拟实验平台能够有效弥补研究不足.为此提出了一种海、陆两用风力发电实验平台方案.该实验平台由来风装置、风轮、发电机、两段式塔架、漂浮台、波浪产生装置、传感检测和数据采集系统等构成.在实验平台整体方案基础上,进行了结构参数设计,建立了漂浮台受力分析模型并获得了合理的结构参数,以Lab VIEW为开发环境设计了上位机运行状态监控系统.最后,基于构建的实验平台,开展了部分风力机动态特性研究工作,对比分析了模拟陆地风力机和海上漂浮式风力机时塔架振动特性,为进一步深入开展风力机动态特性研究提供了基础.     

计及电压分区协调控制策略的分布式光伏接入配电网规划

针对光伏出力与负荷需求的不确定性问题,首先采用同步回代消除法对不同季节不同天气下进行日场景削减,形成12种确定的典型日场景;然后为了兼顾光伏并网时光伏运营商的经济性与配电网的技术性,构建了以光伏运营商年平均净收益最大、配电网平均有功网损最小、配电网平均节点电压偏差最小的多目标双层规划模型,上层优化光伏并网容量,下层运行...     

基于辐照量的光伏电站系统效率非稳态计算方法

基于实测数据,系统分析了日辐照量对光伏阵列转换效率、逆变器效率、光伏电站系统效率的影响,结合光伏电站结构分析了影响光伏电站系统效率的因素,建立了光伏阵列转换效率、逆变器效率与日辐照量之间的非线性模型,提出了一种基于辐照量的光伏电站系统效率的非稳态估算方法。结果表明：光伏阵列转换效率、逆变器效率随日辐照量的波动导致了光伏电站系统效率随日辐照量变化。该方法可用于计算电站的月或年总发电量,能够更加准确地计算出目标电站的系统效率并预测电站发电量,在光伏电站的效率分析、运营评估等工程方面有着良好的应用前景。     

基于样条估计分位数回归的光伏功率回归模型

光伏发电功率预测的准确与否是太阳能光伏发电是否能够有效地并入当前电网从而大大地提高太阳能利用率的关键.分位数回归是一种能够给出输出量的详细完整分布,从而便于分析与研究的回归模型.样条就是仅在节点处平滑连接的多项式函数,样条估计具有简单易行和计算速度快的优点.本文通过建立基于样条估计的分位数回归模型,在光伏面板发电功率数据的基础上,拟合光伏功率曲线,通过计算残差平方和和确定系数进行对拟合效果的评估.结果表明,该模型利用已有的光伏面板发电功率数据,可以在给出功率预测值的完整分布的同时,准确有效地分析相关因素对光伏发电功率的影响,展现不同分位点的回归拟合效果,从而有效地提高光伏系统对太阳能的利用率,避免光伏发电在接入电网时所产生的不利影响.     

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。