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。

含减载控制和虚拟惯量控制的直驱风电场等值建模方法

为建立准确的具有主动支撑能力的直驱风电场等值模型,提出一种含减载控制和虚拟惯量控制的直驱风电场等值建模方法。首先,建立包含减载控制和虚拟惯量控制的直驱风机并网系统模型;其次,依据适应性分析选取转速、减载系数、惯性系数和阻尼系数作为分群指标;然后,基于分群指标利用改进K-means算法对直驱风电场中的机组进行聚类分群,得到直驱风电场的等值模型;最后,利用实际算例在不同场景下进行仿真和计算,对等值建模方法的准确性进行验证。

大跨桥梁侧向抖振加速度和抖振惯性荷载

在自然风的作用下桥梁主梁所受到的风荷载一般可分为平均风荷载、背景脉动荷载和抖振惯性荷载三部分来描述 ,其中抖振惯性荷载可由桥梁抖振加速度得到 .根据Scanlan的颤抖振理论并引入气动导纳的影响 ,导出了大跨桥梁侧向抖振加速度的简化计算公式 ,并给出了桥梁抖振惯性荷载的计算公式 .对抖振加速度和抖振惯性荷载进行了参数分析 ,最后给出了数值算例 .分析结果表明 :给出的简化计算公式具有较好的精度 ,可适用于设计初步阶段对桥梁的抖振加速度和风荷载的估算 .

高风电渗透率下的自适应低频减载策略研究

针对风电迅猛发展和电源结构发生深刻变化的新形势,详细论述了高风电渗透率对低频减载实施效果的影响,并计及主要影响因素提出一种自适应减载策略以适用于高风电渗透下的电网。该策略通过对不平衡功率实施动态计算,来解决风电出力的波动影响和等值惯性时间常数难以解析计算的问题;考虑负荷特性来构建减载的选址定容模型,以改善减载后的频率恢复效果;合理应用减载轮次的闭锁判据,来有效降低负荷过切概率。将所提策略应用在高风电渗透率下的IEEE-39节点系统中,仿真结果表明,在多个故障场景下,所提策略能够及时获取频率变化率的阶跃特征,并对减载参数进行校正更新或者合理闭锁减载轮次,从而有效地保证了系统频率稳定性,具备较好的有效性和鲁棒性。

风电并网的电力负荷优化分配算法

风能是一种无污染的可再生绿色能源,但同时具有很强的随机性,不可调度性和波动性,与发电机组并网的的经济负荷分配问题很难用经典的数学方法来求解。针对上述问题,在已有的粒子群算法,文化算法和文化粒子群算法等等研究成果的基础上,进一步探讨信念空间进化机制以及知识结构的更新规则并提出一种改进的动态改变惯性权重双重更新的并行文化粒子群算法。最后在含风电并网的动态经济负荷分配问题进行优化求解并与其它几种算法对比来验证了改进算法在寻优能力的可行性以及优越性。

风电叶片两点并激疲劳加载系统协同控制研究

研发一种新型风电叶片电驱动两点并激惯性疲劳试验系统。为了消除风电叶片两激振器加载过程中耦合效应，提出虚拟主令耦合同步控制策略，以滑模变结构控制算法设计误差补偿器，利用李雅普诺夫函数证明算法稳定性，然后建立控制仿真模型，数值仿真分析该算法收敛性及鲁棒性。风电叶片两点激振现场试验结果表明，控制算法能使两激振器快速跟随，并激加载能较好地维持同步状态，两激振器的相位差的波动很小，其值约±2°，叶片振幅稳定，实现了风电叶片的平稳有效加载。

基于双馈风电机组频率响应解析模型的系统低频减载策略

规模化双馈风电机组主动参与系统频率响应对其动态和稳态特性均产生显著影响,然而,目前低频减载策略研究对该影响认识并不清晰且考虑不够充分。为此,提出了考虑双馈风电机组参与频率调节的电网低频减载策略和负荷切除决策模型。首先,根据与定子磁链定向的矢量控制方法,推导了双馈风电机组综合惯量控制的线性化解析模型。进而,分析并阐述了双馈风电机组综合惯量控制对低频减载切负荷量的影响,定量表征了双馈风电机组参加频率调节所抵消的部分功率缺额,进而确定了低频减载切负荷决策量。最后,通过算例证明,所提线性化解析模型能够准确刻画双馈风电机组的频率响应特性,且改进的低频减载策略能够在保证频率安全的前提下,减少切负荷量,充分验证了双馈风电机组参与频率响应的稳态功率支撑价值。

天线外场测试转台结构技术研究

根据天线外场测试转台的技术要求 ,通过对几种转台传动型式的分析 ,提出了新型转台的结构方案 ,提供了许多有实用价值的数据。

雷达天线转台负载力矩的确定

利用雷达天线转台的典型设计实例,对作用在天线转台上的风力矩、惯性力矩和摩擦力矩进行了计算,对减小负载力矩的主要方法作了分析,提供了一些有实用价值的数据。

大型直驱风电机组快速响应优化控制策略

针对大容量风电系统风轮的大惯量特性所造成的系统在快速响应控制上的困难,基于风力机特性和永磁同步电机数学模型,建立风电系统的仿射性非线性模型,运用微分几何学原理及反馈线性化理论提出系统转速控制策略。在此基础上引入负载转矩前馈补偿的方法,形成一种易于物理实现的快速响应控制策略。具有较高相较于传统矢量控制策略及电压前馈解耦控制策略,所提控制策略在大容量风电机组快速响应控制问题上具有较高有效性和先进性。

直接测力俯仰振荡翼型动态气动性能研究

在西北工业大学NF-3低速风洞二元实验段开展翼型俯仰振荡运动动态气动性能深入研究。实验模型为展向三段式测力模型,测力仅在模型中段进行以减小风洞侧壁干扰的影响。实验中采集模型的转动瞬态迎角、计算模型中段的惯性力和惯性力矩、并从天平采集数据中扣除以修正模型惯性对结果的影响。结果表明,迎角超过正向或负向静态失速迎角是升力系数和俯仰力矩系数产生大的迟滞环的必要条件。随着振荡缩减频率增大,动态失速会推迟,升力系数迟滞环增大,阻力系数增大,最大迎角附近的俯仰力矩系数减小。在迎角小于静态失速迎角或超过不大的迎角范围,随着缩减频率的增大,翼型振荡运动俯仰力矩系数上行时减小,下行时增大。随着振荡振幅的增大,翼型振荡运动动态升力系数和俯仰力矩系数的迟滞环增大。随着平均迎角的增大,翼型迎角更多地进入正向失速区,升力系数迟滞环增大,俯仰力矩系数最小值变小。雷诺数对升力系数、阻力系数和俯仰力矩系数迟滞环无明显影响;但是,在翼型模型下行过程,随着雷诺数的增大,升力恢复提前,同时迟滞环随雷诺数增大而减小。

大型直驱风电机组快速响应控制策略

提出基于电压前馈解耦电流矢量控制策略,设计转动惯量在线辨识及负载转矩实时观测器,并将实时观测的负载转矩补偿于电流控制环,既消除耦合项的影响、减小电流跟踪误差,又加快了转速控制响应速度、进一步提高转速控制精度。以2 MW永磁直驱风电机组作为研究对象,采用MATLAB/Simulink对所提控制策略与PI电流反馈解耦控制进行仿真对比,并对转动惯量在线辨识及负载转矩实时观测进行了仿真验证。验证证明了所提策略的正确性、可行性和有效性。

智能微网考虑风机惯性的负荷跟随控制策略

传统的以风电为主的微电网中,一般都是尽可能多的从风中获取能量,采用储能或其他可控电源进行微电网的有功平衡。而所提出的考虑风机惯性的负荷跟随策略,允许风机偏离最大功率输出,让风机主动参与微电网的有功平衡控制,这对提高微电网中有功控制水平具有重要意义,同时还能减少储能或可控电源的配置。算例表明了所提出的考虑风机惯性的有功控制策略的有效性。

考虑风电机组功率跌落和机械载荷优化的虚拟惯量控制方法

针对风电机组惯量响应结束后可能出现的功率跌落和较大的机械载荷冲击问题,分析了双馈风电机组虚拟惯量控制原理,提出了基于指数函数渐进趋近的风电机组转速恢复方法。通过动态调整调节系数,改变参考功率与目标恢复功率渐近速率,降低机械载荷冲击。分析了调节系数与转速、目标恢复功率的关系,从功率跌落优化角度研究了两种目标恢复功率的控制方法,同时给出了惯量响应期间主控与变流器协调配合方法。相比常规控制方式,所提方法能有效降低转速恢复期间机械载荷并减小功率跌落深度。在Matlab与Bladed中建立了包含气动、电气与机械特性的风电机组联合仿真模型,仿真验证了所提控制策略的正确性和有效性。

考虑风电机组传动链疲劳载荷的常态化惯量响应方法

风电机组参与系统惯量响应能够提高频率稳定性,但其传动链的疲劳载荷会显著增加不利于长时间稳定运行。为使风电机组能够进行常态化惯量响应,提出考虑传动链疲劳载荷的惯量控制方法,首先根据风电机组动力学特征建立其状态空间方程,再推导调频控制量与传动链扭矩波动的关系,通过疲劳载荷最小化和惯量响应出力范围约束实时求解风电机组功率参考值,通过每个积分步长上的功率调节同时实现疲劳载荷最小化和惯量响应能力的最大化,最后通过仿真对提出的方法进行验证。

计及需求响应和风力发电消纳的电-热系统低碳优化调度

针对热电联产机组存在热电耦合性大、火电机组碳排放量高和负荷侧资源灵活性未充分挖掘等问题,建立计及负荷需求响应和风力发电消纳的电-热系统低碳调度模型.首先,在源侧考虑增加储热和碳捕集设备,同时在负荷侧考虑电价型需求响应和供暖建筑热负荷惯性.然后,以机组运行成本、碳交易成本和弃风惩罚成本总和为目标函数,考虑相关约束,并调用Gurobi求解器进行求解.最后,针对不同案例下系统的经济成本、风力发电消纳量和碳排放速率等方面进行算例对比分析,证明该调度策略在提高系统风力发电消纳能力的同时兼顾经济性和低碳性.

轻型战场侦察雷达的结构总体设计

战场侦察雷达自60年代产生以来,经过几十年的发展已被世界各国广泛应用于战场侦察、边境控制等任务中。其主要用途是对指定地区的活动目标进行监视。本文介绍一种新型战场侦察雷达,该雷达体积小、重量轻、机动性强。给出了雷达的结构总体设计方案,计算了天线的惯性载荷以及风载荷,并由此得出方位转动电机所需的最小输出扭矩。

大规模双馈风电机组并网频率稳定控制策略

风电在电网中的渗透率逐年升高,尽管其在优化电源结构、节能减排方面有颇多贡献,但是由于自然风的波动性和不确定性,大规模风电并网势必会对电网频率稳定等方面产生影响。针对此问题,对装机量较高的双馈型风力发电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)控制系统进行研究,制定大规模双馈型风电机组并网下的频率稳定控制策略。在现有附加下垂控制及虚拟惯性控制的基础上,根据输入风速以及电网侧频率波动,对下垂控制环节进行变系数处理,改善下垂控制特性。将DFIG运行工况进行分类,并采用变减载系数,使DFIG在限功率运行的同时减少弃风。采用具有大规模风电并网接入的实际电网模型,仿真验证了所提频率稳定控制策略的有效性。

风电机组惯量支撑与一次调频综合控制策略

针对大规模风电接入电网导致系统惯量降低、调频能力不足的问题,文中提出一种风电机组惯量支撑与一次调频综合控制策略方案。该方案基于风电机组浆距角特性来整定风机减载控制,预留风电机组调频所需的备用容量,进一步解决减载模式下电网频率变化与虚拟转动惯量之间的结合问题。此外,再计及风电机组转速保护来整定静调差系数,并与惯量支撑控制相结合,以实现风电机组综合调频控制策略。在MATLAB/Simulink中搭建含风电场的联合仿真模型,其结果表明风电机组可快速为电网提供虚拟转动惯量支撑,降低初期电网频率扰动的变化率,并按照整定的静调差系数调节输出功率,提高了风电接入电网的频率稳定性,验证了文中所提控制策略的合理性。

直流微电网中风电机组的暂态电量惯性控制策略

含分布式电源的直流微电网惯性低,负荷功率波动容易诱发直流母线电压稳定性问题,需改进电源控制策略,增大系统惯性,提高电压质量。首先建立直流微电网简化模型,阐述系统惯性的定义和组成,分析恒功率负荷变化对稳定运行点和电量的影响。结合系统稳定运行分析以及等电量原则,提出了适用于直流微电网中风电机组改善电压惯性的控制策略。该策略通过在机侧变流器引入附加功率信号,为直流电网恢复提供附加暂态电量,增大系统惯性支持,有效抑制直流电压波动,提高系统暂态稳定性。最后,在Matlab/Simulink仿真软件中搭建了直流微电网模型,验证所提控制策略的有效性。