基于误差溯源的风电场等值模型参数校验方法研究

随着大规模风电场接入电力系统,定期对风电场模型参数进行校验是准确开展大电网安全稳定分析的前提和保障。在风电场模型参数校验过程中,如何实现模型的误差溯源,挑选出偏离其真实值而需要进行校验的问题参数是一个亟需解决的问题。与此同时,现有方法通常采用多台等值风机对风电场进行简化建模。相比于传统火电机组,大型风电场等值模型的参数个数显著增加,同时对多台等值风机的参数进行误差溯源和辨识是一项困难的工作。为此,建立了一种基于误差溯源的风电场等值模型参数校验方法。首先基于混合动态仿真技术,将各等值风机的外部系统简化为一个可变阻抗,实现各等值风机参数的分步校验。其次,理论证明了问题参数轨迹灵敏度曲线和模型输出误差曲线具有相似的频谱能量分布,并基于此提出了一种问题参数筛选方法。最后,基于扩展卡尔曼滤波算法对所选出的问题参数进行辨识。在改进后的IEEE 39节点标准系统中验证了所提方法的准确性。

风电齿轮油在齿轮箱内运行状态分析

为评价某风场国产齿轮油的使用性能,文中对4台不同风机中的齿轮油样品进行检测,包括运动黏度、黏度指数、倾点、酸值和微量元素等指标,分析该国产齿轮油在不同运行时间下各个指标的变化情况。结果表明:在风电齿轮箱运行期间,齿轮油的运动黏度未发生明显变化,仍能形成稳定的油膜保证齿轮箱的正常运行;黏度指数及倾点变化较小,齿轮油低温性能无明显变化;齿轮油的磨斑直径指标无劣化趋势,油品能够在齿轮表面形成保护层,使齿轮间有效啮合;酸值在运行期间无明显变化,齿轮油没有发生明显的氧化;齿轮油中的微量元素无异常增加的情况,风电齿轮箱无异常磨损。以上结果表明,各项检测指标均满足要求,该国产齿轮油满足该风场风电齿轮箱的使用需求。

全新世时期北京—张家口地区与黄土高原地区风成系统的差异

近年来 ,中国北方的沙尘暴对北京地区的影响越来越受到人们的重视 ,从地质记录上分析研究北京—张家口地区沙尘暴的粉尘来源对确定重点治理区、改善北京地区的大气环境质量具有积极意义。黄土是地质时期沙尘暴形成的风成沉积物 ,其粒径分布蕴含了粉尘搬运过程中的大气环境信息 ,本文利用黄土 -古土壤沉积的粒径分布特征 ,分析了北京—张家口地区和黄土高原地区风成系统的差异 ,并根据粉尘动力学原理 ,结合遥感信息揭示的地面风蚀痕迹 ,探讨了北京—张家口地区黄土粉尘的主要来源 ,指出北京—张家口地区和黄土高原地区分属不同的风成系统 ,有不同的粉尘源区和不同的大气动力条件。北京—张家口地区大气动力强度大 ,粉尘源区近 ,粉尘主要来自阴山以北的内蒙古苏尼特右旗—二连浩特方向 ,与浑善达克沙地关系不大 。

RaPC:一种基于栅格化思想的多边形裁剪算法及其误差分析

传统的基于矢量计算的多边形裁剪算法的时间复杂度介于O（NlogN ）-O（N^2）之间,且计算过程与特定的复杂数据结构耦合紧密,难以进行底层优化和细粒度并行化.在满足一定误差要求的前提下,采用栅格化处理思想可以实现多边形快速裁剪.本文在已有多边形裁剪算法特征的基础上,提出了一种基于栅格化处理思想的多边形裁剪算法--RaPC 算法,并对其误差进行了分析和讨论.试验结果显示,RaPC 算法的计算效率随网格单元增大呈幂函数规律降低;当网格大小恒定时,RaPC 算法效率随多边形顶点数量呈线性增长,计算时间复杂度为O（N ）;在处理小数据集时Vatti算法表现出了较 高效率,但是在处理包含大量顶点的多边形叠加时,RaPC 算法更为高效;RaPC 算法的面积误差与网格大小直接相关,提高网格空间分辨率可以有效地降低面积误差.RaPC 算法在处理包含大量顶点的多边形叠加分析时比Vatti算法更为高效.

风浪扰动对太湖水体中胶体态痕量金属含量的影响

2005年8月15日~9月2日,观测了不同风浪条件下太湖水体中胶体态(1kD^1μm)Fe、Mn、Cu、Zn、Pb和Cd等痕量金属的含量以及悬浮物(SS)、浮游生物和胶体有机碳(COC)等背景指标的含量变化.结果表明,风浪的扰动作用对太湖水体上述各项指标均有直接或间接的影响,是太湖水环境条件变化的重要驱动力.胶体态痕量金属的含量主要受COC含量、痕量金属总量等因素的影响,但归根结底均受制于风浪的扰动作用.胶体态Mn、Cu和Pb的含量与风浪扰动强度呈正相关;胶体态Zn含量和扰动强度呈负相关;而胶体态Fe含量主要取决于COC和总Fe含量,和风浪扰动强度无明显关系;胶体态Cd含量与COC含量、总Cd含量乃至风浪扰动强度均无明显关系.

风力发电直流并网及变速直流发电系统运行控制研究

远距离大容量风电场通过柔性直流输电系统(VSC-HVDC)并网将是风电技术发展的重要方向,但按交流并网结构设计的并网系统不能完全体现VSC-HVDC输电的优点。首先分析了多种基于柔性输电技术的风电场新型直流并网接入方案,继而提出风电场内部采用直流母线的新型拓扑结构及适用于此结构的变速直流发电系统(VSDC),然后分析了VSDC的运行控制原理并仿真实现了最大风能跟踪。结论说明基于该结构的新型风力发电系统具有较好的应用前景。

流线追踪Busemann进气道马赫数3.85实验研究

为了研究流线追踪Busemann进气道在低马赫数来流条件下的起动性能、总体性能以及抗反压能力,对设计马赫数5.3、收缩比CR=5的6°截短后的流线追踪进气道进行了马赫数3.85风洞实验.结果表明:该进气道在马赫数3.85来流条件下能够自起动;进气道流量系数为0.83,出口总压恢复0.78,马赫数2.01,增压比11.92;进气道能够承受的最大反压为34倍的来流静压.

基于模糊控制的风力发电机组低风速时最大风能追踪控制仿真研究

在分析风力发电系统在低风速时对风能最大限度追踪的情况下,建立系统的仿真模型,并在此基础上提出了一种基于模糊控制的智能控制方法。该方法利用模糊系统的非线性控制模型,解决了难以精确控制的困难。以叶尖速比的偏差及其变化为输入对象,以励磁电压为输出对象对低风速时进行控制,其控制目的是获得最优叶尖速比,以使风力发电系统在低风速时平稳运行并获取最大风能。最后以MATLAB的仿真模块进行验证仿真,结果证明提出方法的有效性和实用性。

VSC-HVDC系统风力发电结构分析与控制

针对基于电压源换流器的高压直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSC-HVDC),提出了基于永磁同步风力发电机、不控整流和Boost电路的变速直流风力发电系统结构。首先给出先并后串的新型风电场结构;然后建立最小串联系统的简化模型,用一种基于直流电压电流乘积控制的最大风能跟踪控制算法解析出输出电压和输出功率的关系。仿真结果表明:最小串联系统中的2个机组可以互不影响地独立运行,输出电压按照输出功率的变化而变化,同时2个机组均具有较好的最大风能跟踪精度和速度。

青海共和盆地达连海湖积物^(137)Cs示踪的初步结果

通过对青海省共和盆地达连海干湖盆中的137Cs和粒度样品的测定，结合区域调查结果及其他相关资料的分析，确定了两个137Cs蓄积峰和一个蓄积谷，由此建立了达连海湖相沉积物的137Cs时标，即1963年的137Cs最大蓄积峰和20世纪80年代末至90年代初大规模土地开垦引起的、与异常剧烈风沙沉积有关的137Cs最小蓄积谷，以及1994年的湖泊干涸事件形成的次一级137Cs蓄积峰，并估算出达连海1963年以来的平均沉积速率，依据不同时间区间的沉积速率的差异，可以将沉积过程划分为三个阶段，即1963～1990年间、1994～1998年间的两段慢速沉积期和1990～1994年间的快速沉积期。初步研究结果显示，137Cs对区域环境变化及人为活动的干扰作用具有较为理想的示踪意义。

直驱式永磁风力发电机软并网与功率调节的控制集成

为实现直驱式永磁同步风力发电机无冲击并网与风能最大跟踪控制,设计了一种软并网与功率调节一体化的控制集成装置.基于广义功角特性,提出了一种对逆变器输出功率进行直接控制,从而实现最大风能跟踪的控制策略.新的控制策略可使发电机的转速按所期待的动态运动,因而具有良好的静态与动态性能.另外,该控制律中对电机参数具有很强的鲁棒性,因而该控制器能适应各种不同参数的同步风力发电机,成为同步风力发电并网与功率调节的独立装置.

改进的爬山算法在风电最大功率跟踪中的应用

为了最大限度地捕获风能,提出了一种改进的变步长爬山搜索算法。分析了永磁直驱同步风力发电系统的风力机性能及永磁同步发电机的数学模型,改进最大风能跟踪策略,利用Matlab/Simulink软件搭建系统模型,并对其进行仿真分析。仿真结果表明:该控制算法不仅简单,而且具有较高的风能利用效率,能实现快速跟踪风速,系统稳定性较好。

背景风场和温度梯度对重力波传播的影响

运用射线跟踪方法，计算了背景风场和温度梯度共同影响下大气重力波的传播射线，结果表明，在顺风传播情况下，较小波长的重力波在100km左右的高度上被捕获，较大波长时可穿透传播到热层，但射线在水平方向拉伸；在逆风传播情况下，较长彼长的波在120km之下的高度发生无环反射，较短波长的波在200km以上的高度发生有环反射，而介于两种反射波的波长之间的波则穿透传播到热层高度，射线变陡。分析表明，上述彼的反射、捕获、拉伸和变陡等与风场和温度梯度的共同作用密切相关。

矿井活塞风效应数值模拟

为研究活塞风对矿井通风系统的影响,运用Fluent移动参考网格建立数值分析模型,分析电机车牵引矿车在矿井井巷中运动时的矿井活塞风效应。结果表明:列车行驶前方为增压减速区,区内压力随距离的增大而减小,风速随距离的增大而增大。列车行驶后方先后存在减压增速区和增压减速区,两区内风速均随距离的增大而减小,减压增速区内压力随距离的增大而增大,增压减速区内压力随距离的增大先后存在一个增压和减压区。列车行驶前方和后方,风速和压力平面影响面积均随距离的增大而增大。列车中前部矿车活塞风风速较大。矿车内尾部、底部活塞风效应较强。

探空火箭风场补偿及等效弹道风转化

介绍一种以计算机变步长迭代搜索替代以往的查表算法来获得风场中火箭补偿参数的方法 ,避免了采用近似理论造成的误差 ,以及复杂的造表过程 ,提高实际工程中的处理速度与自动化程度 ,而且精度比原风权法要高。此外 ,本文还提出一种新的弹道风生成方法。在等效程度上 。

耗散大气中水平不均匀风场对内重力波传播的影响

采用包括耗散的射线跟踪方法 ,计算了在水平不均匀风场作用下 ,不同尺度重力波从对流层直至 2 2 0km观测高度的传播 ,结果表明 ,垂直于重力波传播方向的风以及风剪切能够引起波射线的折射 ,从而导致重力波明显偏离初始传播方向 .在强顺风场作用下 ,由于风场引起的捕获 ,大量重力波不能传播到观测高度 .由于风场引起的多普勒频移 ,小周期的重力波在弱顺风条件下能够传播到观测高度 .由于反射作用 ,强逆风场不支持周期低于约1 8min的较高频重力波的传播 .而在弱逆风作用下 ,大部分中尺度范围重力波都能够传播到观测高度 .本文统计了武汉电离层观象台的TID观测数据随热层风场的分布 ,统计结果与模拟结果符合较好 .

周向均布多型芯圆弧抽芯注塑模设计

风轮塑件上有12个周向均布的圆弧形叶片,注塑生产时需要多型芯圆弧抽芯,常规的注塑模结构不能满足生产要求,为此设计了一种特殊的风轮注塑模具。论述了模具结构特点和工作原理。该模具由一个带曲线导槽的套、一个旋转环1、2个拉杆及12个圆弧型芯组成了圆弧抽芯机构,而未采用一般的齿轮-齿条机构或连杆机构,简化了模具结构,解决了注塑风轮塑件抽芯难的问题。

基于双环控制的双馈风力发电机组控制策略

在分析了双馈风力发电机组运行特性的基础上,提出一种基于双环控制的变换器控制策略。在转子侧,变换器采用定子磁链定向矢量控制技术,推导出了用转子有功电流和无功电流独立解耦控制有功功率和无功功率的策略,并实现了风能的最大跟踪;在电网侧,变换器采用电网电压定向矢量控制技术,构建了电流内环、电压外环的双闭环PI控制系统。利用PSCAD/EMTDC软件,构建了双馈风力发电机组仿真模型。

基于转矩观测的非线性最大风能追踪控制

针对非线性的风电系统,设计了基于耗散系统理论框架的L2范数优化鲁棒速度控制器,能够有效地提高系统的鲁棒性和快速性,但是不断变化的气动转矩限制了其实际应用。为了克服气动转矩突变对风电系统的不良影响,设计了一个自适应的转矩观测器,在线辨识系统转动惯量,进行精确的前馈补偿,从而大大提高了系统的抗干扰能力。以1.5 MW直驱永磁风电机组作为研究对象,进行了仿真和实验研究,结果表明该控制策略可以实现快速的风速跟踪,并且对于干扰具有较强的鲁棒性。

变压器负载可控的新型自动调谐消弧线圈

针对当前消弧线圈技术在电力系统中的应用及存在的问题,介绍了消弧线圈的原理,提出了一种宽范围自动连续可调且谐波污染小的新型消弧线圈设计原理,其实质是负载可控的变压器式电抗器,通过控制2次侧负载实现1次侧等效电抗的调节。2次侧负载为单相电压型PWM逆变器,通过电流闭环跟踪控制使其输出满足特定的条件—2次侧电流与1次侧相位相反,大小成一定比例,此时变压器呈现的电抗也比例可控。采用变压器2次侧多绕组的结构可以实现装置的大容量。利用变压器2次侧的逆变器回路,采用注入信号法可以精确的检测电网对地电容。800kVA样机动模试验证明了原理的正确性和方案的可行性。