Analysis of Cooperation between Wind Power and Load Side Resources

Development of the intermittent energy is greatly promoted by change in energy, while consumption of large-scale intermittent energy is becoming a problem. With the development of smart grid technology, controllability of load side resources is becoming more and more important. Based on the wave characteristics of wind power, this paper indicates that wind energy has continuous output characteristics on the hour-time scale. Through analysis on loads characteristic of industry, public facility and resident, this paper gets comprehensive response of load side resources. Considering characteristics of wind power output, combined with different load side resources and DR program, this paper suggests cooperation between wind power and load side resources on different time scales.

考虑负荷侧惯量不确定性的机组组合

针对新能源高占比电力系统的频率安全问题和频率安全评价指标中只考虑电源侧惯量的问题,提出一种考虑电源侧惯量和负荷侧惯量并计及预测误差随机性的安全约束机组组合优化模型。首先,推导包含系统整体惯量的频率变化率和频率最低点公式。然后,深入研究电网调度运行的不确定因素,利用蒙特卡洛对风电功率预测误差概率分布模型抽样生成典型场景,利用随机规划理论对负荷侧惯量预测误差建模,在机会约束规划的基础上将其纳入频率约束中,建立随机机会约束的频率安全机组组合优化模型。最后,通过改进的10机算例,验证所提模型的经济性和频率安全性。

基于系统参数优化的对称双极海上风电送端联接变阀侧单相接地故障应力调控方法

为应对海上风电系统送端联接变阀侧单相接地故障引起的换流阀内过电压、过电流及风电场并网点电压跌落共存的问题,提出了一种基于系统参数优化的对称双极海上风电系统故障应力调控方法。首先,构建换流阀的数学模型与风电机组控制模型,通过电路分析揭示故障后换流阀过电压和过电流特性、风电场并网点电压跌落特性及其影响规律;其次,根据系统关键参数对故障后电压和电流的影响机制,提出一种基于系统参数优化的故障应力调控方案,即通过系统关键参数优化配置,实现过电压、过电流以及并网点电压跌落的综合调控,显著延长系统故障后换流阀的耐受时间和风电场不脱网运行时间;最后,通过对称双极海上风电经柔性直流系统仿真分析,验证了本文所提出方法对系统故障应力调控的有效性,为海上风电优化设计提供支撑。

海上风电中频汇集不控整流系统谐波抑制

目前,深远海上风电换流站采用不控整流器的直流送出方案极大地提高了送出系统的可靠性和经济性。然而,不控整流器会产生大量谐波进而降低风电汇集系统输电能力。针对上述问题,这里提出一种改进电压控制策略,即在风机网侧变换器传统控制策略基础上增加抑制谐波电流的附加控制环,实现对谐波电流的主动抑制。此外,这里分析了谐波电流对变压器和换流器的功率损耗,通过抑制谐波电流进而减小功率损耗,提高输电能力。最后,通过仿真计算和实验验证,证实了改进电压控制策略的正确性和有效性。

基于CFD与风洞试验的边主梁涡振气动措施

为能够快捷且经济地完成开口类钝体桥梁断面涡振制振气动措施的选型,以一座边主梁叠合梁斜拉桥为背景,采用“CFD(computation fluid dynamics)数值模拟选型+风洞试验验证”的思路对其涡振制振气动措施选型进行研究.该桥原设计主梁断面在常遇风速下存在显著涡激振动,为完成气动措施的初步选型,采用CFD数值计算对原设计断面的流场进行模拟,通过研究原设计断面的旋涡脱落状态确定主要旋涡抑制对象,进而有针对性地模拟了3种气动措施(下中央稳定板、导流板与风嘴)对主要脱落旋涡的抑制作用,通过将各断面旋涡脱落状态与三分力系数进行对比分析,得到各断面涡振性能的相对优劣关系,并最终选取风嘴与下中央稳定板结合而成的组合气动措施进行风洞验证试验.试验结果表明:该组合气动措施能够有效抑制梁体在各风攻角下的涡激振动,且在+5°风攻角下,通过风洞试验得到的导流板、下中央稳定板、风嘴组合气动3种措施对原设计断面涡振振幅的减小作用依此递增,分别为2.7%、27.7%与87.4%,制振能力高低关系与数值模拟结果相一致;本次数值模拟结果符合预期要求,未来可针对不同类型桥梁断面进一步扩展数值模拟与风洞试验结果对比的数据集,以期更为准确、快捷地完成气动措施的选型.

改善侧墙小窗密闭性对夏季网上平养肉鸡舍环境参数的影响

旨在研究采用密封胶条对夏季鸡舍侧墙老化小窗密闭性进行优化改善,观察对鸡舍环境参数和肉鸡死亡数量的影响。选取饲养数量、日龄及饲养管理模式和鸡舍构造均相同的两栋网上平养肉鸡舍,一栋为对照组(Con),不进行任何处理;另一栋为处理组(Tre),侧墙小窗采用密封胶条进行密闭性改造,每天8:00,10:00,12:00,14:00和16:00,对鸡舍不同位置点的负压、风速和温湿度进行监测,连续监测11 d。结果显示:与Con组相比,Tre组鸡舍中部监测点的风速显著升高(P<0.05),但是各监测点的负压没有显著变化;Tre组鸡舍平均温度和平均相对湿度均未出现显著变化,但是在试验后期,Tre组鸡舍最高相对湿度出现了显著下降(P<0.05);整体来看Tre组鸡舍肉鸡死亡数量出现了显著下降(P<0.05)。结果表明:通过改善鸡舍侧墙小窗的密闭性可以增加夏季网上平养肉鸡舍中部风速,降低试验后期的相对湿度,减少肉鸡的死亡数量。研究结果为老旧鸡舍夏季降温提供了一定参考依据。

基于寻优算法的双馈风机变流器动态运行控制参数辨识

针对运行过程中双馈风机变流器控制参数难以获取的问题,提出了一种基于自适应混沌粒子群算法的转子侧变流器参数辨识方法。首先,基于机组实际运行下可量测电气量时间序列,建立双馈风机变流器控制系统离散化数学模型;然后,根据不同观测电气量下参数的轨迹灵敏度,对辨识难易程度进行分析;最后,利用自适应混沌粒子群算法对变流器PI控制参数进行辨识。仿真实验结果验证了所提出辨识方法的准确性与可行性。

基于需求侧响应的风光互补微网协调优化调度系统

为降低风光互补微网经济成本,设计基于需求侧响应的风光互补微网协调优化调度系统。该系统展示层通过HTML方式发送数据管理、调度等命令请求;业务逻辑层使用调度模块、电能质量评价模块以及数据监测等模块执行微网协调优化调度相关命令后,向展示层反馈命令响应并向数据操作层传输数据操作与文件操作信息;数据操作层使用Mybatis数据操作模块与配置文件管理模块对数据处理后,使用Oracle数据库存储操作数据与文件。实验结果表明:该系统具备较好的兼容性和灵敏度,且其应用后微网负荷和经济成本降低明显,具备较好的应用性。

平均流风能采集器声共振增强的数值模拟

平均流风能采集器利用声共振现象实现风能的采集。为了提高风能采集器的效率,应增强封闭管道侧支管的声共振。本文采用计算流体力学方法,使用ANSYS Fluent对封闭侧支管内的声共振进行数值模拟,湍流模型采用Realizable k-ɛ延迟分离涡模型模拟了不同截面形状的管道对声共振的影响。模拟结果表明:模拟可以准确地捕捉到发生声共振的流速范围;采用圆形截面管和方形截面管的等效直径方法预测声共振是可行的,且方形截面管的声共振压力脉动幅值比圆形截面管的声共振压力脉动幅值明显增大;主管道与分支管的夹角会对声共振产生显著影响,改变分支管的角度可以增强声共振,因此,有一定主管道与分支管夹角的方形截面管更有利于提高风能的收集效率。

车身外鼓程度对侧风行驶稳定性影响的研究

合理的车身外鼓程度有助于实现车身周围的气压分布平衡,降低侧向气流对车辆行驶安全的影响,从而提高车辆在侧风中的行驶稳定性。通过改变汽车的车身外鼓程度,使用Fluent软件对不同外鼓程度的汽车模型进行数值模拟获得气动六分力系数,再使用Simlink进行车辆侧风运动学仿真。结果显示:汽车车身的外鼓程度与车辆侧风行驶的稳定性有明显相关性,外鼓系数在0.005-0.03范围内,数值越高,车辆在侧风中行驶的稳定性越好。

结合贝叶斯优化及通道注意力的双端优化时序式风功率预测模型

针对现有风功率时序预测模型数据端缺少参数优化以及模型端缺少结构优化的问题,提出一种双端优化时序式风功率预测模型。首先,利用贝叶斯优化对数据端参数进行高效搜索寻优;然后,利用通道注意力和卷积神经网络构建特征提取模块,增强模型对输入影响因素重要性的学习;最后,利用双向长短期记忆模型对先前提取的特征进行精准拟合。研究结果表明,所提出模型在各预测场景下均能很好地把握风功率变化趋势,显著提升了预测精度。

自同步型直驱风电机组暂态稳定分析

随着大规模风电的接入,电网面临系统变弱及调频能力变差的问题.直驱风电机组采用自同步控制,在有效提升设备自身的小扰动稳定性和对电网的支撑能力的同时也带来了复杂的暂态稳定问题.为此,针对2种典型的控制结构(功率自同步和直流电压自同步)分别建立风机系统暂态模型,揭示机侧动态及直流电容动态对暂态特性的影响.针对功率自同步型风电机组,分析频率跌落下风机系统的同步失稳风险;结果表明,机侧动态会降低风机系统在电压跌落下的稳定裕度.针对直流电压自同步型风电机组,揭示暂态下直流电容动态导致的直流电压崩溃失稳风险.总结对比储能和风电机组的暂态特性差异,讨论直驱风电机组的暂态控制设计思路.基于Matlab/Simulink的时域仿真模型验证理论分析的正确性及控制的有效性.

煤矿侧卷式风门的研究及其对巷道风量的影响

以山西A矿侧卷式风门为例,基于不同工况条件下煤矿侧卷式风门对巷道风量的影响,介绍了1种分析方法。该方法将风门规格尺寸、材料特性等参数录入到ANSYS软件(有限元分析软件)中,由该软件自动构建出风门的有限元模型,然后根据煤矿井下作业的实际情况,分别设计出不同的风门风速,以此为基础,分别模拟不同工况条件下巷道内风量的变化情况及阻力变化情况,并对其进行分析,方便准确调节风门。通过验证,该方法具有一定的应用价值。

环境风下多层航站楼排烟效果及人员疏散研究

为探究环境风下机场航站楼排烟模式对人员安全疏散的影响,以某航站楼为研究对象,选择多楼层区域作为数据获取范围,针对排烟窗控制模式的33种工况,采用火灾动力学(FDS)软件模拟排烟效果;以北风经东北风转为东风构造风向区间,获得风向与危险到达时间的曲线关系;以0~90°为高侧窗开启角度区间,获得适宜开窗范围,并根据环境风进行安全疏散的判定与优化。结果表明:对于楼内排烟效果而言,若高侧窗全开,无风和低风速下有利于排烟,环境风速较高时,垂直于楼层走势的风向排烟效果较好;在风向区间内,0~70°风向会对高侧窗排烟起促进作用,30和60°风向点最优,顺楼层走势的风向会有烟气倒灌;在高侧窗开启角度内,实际以5~30°下悬窗或全开窗为宜;结合风向下的危险到达时间,进行楼层人员疏散优化,调控后疏散时间比未优化时减少10%。

电源侧储能路径研究及典型场景分析

面对新能源的间歇性和波动性,大力发展新型储能对支撑新能源消纳、提升电力系统调节能力和稳定性具有重要意义。以电化学储能为代表的新型储能具有响应快、选址灵活、建设期短等优势,在电源侧、电网侧和用户侧广泛应用,其中“风光水火储一体化”大型基地中的电源侧储能是重要的场景。介绍新型储能技术的分类,综述电源侧储能的应用现状,以典型风光水火储建模仿真作为案例,明确了包含不同电源类型的系统的配置电源侧储能的必要性以及进行容量配置与运行优化设计的重要作用,提出面对不同场景选择不同电化学储能形式的建议。

单面透气保护带在风力发电机绕组端部中的应用研究

文章研究了单面透气保护带的热收缩率、预烘温度、挂漆量及在风力发电机绕组端部中的应用情况。结果表明:采用单面透气保护带的样品较采用编织类保护带的样品的挂漆量高、防流失性好,可以满足风力发电机绝缘体系使用要求,绕组端部采用单面透气保护带的模型综合电气性能良好。

海上风电场地理信息综合服务关键技术

海上风电作为清洁能源,进行大力开发建设。地理信息在海上风电场建设运维、船舶航行安全方面发挥重要作用,也是海事通航尺度核定测量重要内容。海上风电场地理信息综合服务包含侧扫声呐探测、浅地层剖面探测、多波束水深测量及二三维一体化展示等关键技术。本文以粤东某风电场为例,进行了沉船扫海测量、风机基底探测、礁石浅点探测、电缆数据采集及风电场海域相关要素二三维一体化展示。结果表明,风电场地理信息数据需要结合浅地层剖面仪、侧扫声呐和多波束影像综合分析,提高数据的互补性和可靠性;基于潮汐模型与余水位监控法、海量多波束处理CUBE算法具有应用价值,磁法测量、下潜探摸和水下摄像判读可获取沉船更详细的信息。

离网型双馈风力发电机组控制策略研究

本研究首先分析了离网型风力发电机组的数学模型,以及转子侧变换器、定子侧变换器的数学模型。然后根据数学模型,在转子侧变换器推导了直接电压矢量控制,其控制目标为定子侧的输出电压的幅值与频率;在定子侧变换器推导了基于定子电压矢量定向的矢量控制,采用电压平方外环、电流内环的双环控制,其控制目标为直流母线电压。为验证该控制策略,搭建了仿真模型,仿真结果显示,该方法能够实现离网型双馈风力发电机组输出稳定的电压。

基于振动速度反馈的风电机组塔架左右加阻控制器研究及应用

为抑制风电机组塔架左右(侧向)振动,提出在控制器的设计中,利用振动速度反馈来增加塔架左右方向结构阻尼的方法。首先对塔顶机舱左右振动加速度信号积分,得到振动速度信号,然后使用二阶带通滤波器得到塔架频率主成分,最后乘以增益系数并附加到发电机转矩中。以上海电气3.45MW高速永磁同步风力发电机组为研究对象,基于Bladed软件建模和Matlab平台对该控制策略进行调参和仿真验证,并首次应用于现场控制系统中。结果表明,所提出的速度反馈能够有效降低塔架左右振动加速度,在一定程度上降低了机组故障率,延长了风机寿命。该研究为风电机组主动减振方法设计及应用提供了实际参考。

不平衡电网电压下风力发电机网侧变流器控制策略

针对不平衡电网中负序分量对风力发电机的正常运行造成巨大影响,以风力发电机中的双馈风力发电机为例,提出了在网侧变流器中通过双闭环控制和滑模变结构控制共同作用的控制策略。通过空中管制中心和网络自抗扰控制器控制组成双闭环控制,可维持变流器电压的稳定。通过与滑模变结构控制相结合,消除负序分量对系统产生的影响。通过试验仿真验证了双闭环控制策略可使电压波形输出为与电网电压一致的正弦波。提出的控制策略对单相短路故障上出现的危害有很好的抑制作用。