果园多风管风送喷雾机风量调控系统设计与试验

目前国内大多数果园风送喷雾机多通过控制风机转速或出风口截面积调整风量,依据果树冠层特征实时变量调控风量的相关研究较少,针对上述问题,本文提出了一种基于果树冠层特征实时调整风量的单风机多风管旁路调风技术。分析对比了节流调风和旁路调风两方案风速调节能力和风场风速空间变化特性,旁路调风结构风速与蝶阀开度线性变化关系更明显,利于风量及风速的控制,因而选择旁路调风方案。该方案基于果树分割冠层层数设置相应数量的扇形出风口,构建了基于果树分割冠层特征的蝶阀开度模型,并依据该模型计算各出风口处蝶阀的理论开度,结合PID变量调控技术控制蝶阀实现各出风口风量实时调控进行变量喷雾。选择普通风送喷雾、自动对靶变量喷雾和变风量喷雾3种模式,以雾滴沉积量和药液飘逸损失为指标,对3种作业模式进行喷雾性能试验,试验结果表明:普通风送喷雾模式下农药飘移量及地面流失量最大;变风量喷雾表面冠层的沉积量比自动对靶风送喷雾模式提高了17.3%,变异系数降低了10.29个百分点,且果树冠层下、果树间的地面沉积量分别降低了26.1%和40.7%,飘移量相比于其他2种喷雾模式分别降低了69.9%和50.9%。

多风电场支撑电网频率稳定的动态差异化时序协同控制策略

针对大规模风电接入带来的系统调频能力不足和调频能量透支引发的频率二次跌落问题,提出一种多风电场动态差异化时序协同的频率支撑控制策略。首先,阐述综合惯量控制下的风电调频原理,基于能量守恒理论分析频率响应阶段风电场群的动能变化过程,揭示多风电场调频时序对调频效果的影响机理。然后,考虑多风电场群同时调频引发的频率二次跌落风险,从场站交互视角逆向设计风电场群调频时序和任务分工,并依据风电实时调频能力动态调整投入顺序,以保证初期过程惯量安全需求,并提升频率最低点、抑制风电场群退出调频导致的系统频率严重二次跌落。最后,通过3机9节点测试系统和某实际电网算例对所提控制策略进行仿真分析,结果验证了所提策略的有效性和实用性。

基于SHAP重要性排序和时空双流的多风场超短期功率预测

针对多风场风功率预测中时空特征提取不充分的问题,提出一种基于空间、时间双流特征提取的功率预测方法。采用沙普利加性解释(SHAP)方法分析原始高维数值天气预报(NWP)中各变量的重要性,选择贡献度高的变量子集作为预测模型输入,降低模型复杂度。构建基于自适应动态邻接矩阵的改进图注意力网络(IGAT)提取多风场的动态空间特征;同时将多头注意力机制(MHA)与时间卷积网络(TCN)结合,加强关键时序特征的学习。使用前馈神经网络输出多风场功率预测结果。以西北某十风场的数据进行案例研究,结果表明所提模型的预测效果优于其他模型。

基于CBAM-DSC-UNet模型的时空风速预测算法

针对时空风速预测任务通常使用的卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)联合建模方法中空间信息损失的问题,提出一种基于CBAM-DSC-UNet模型的时空风速预测算法,用于提升空间信息利用率与模型预测精度。该算法将时空风速预测问题视为视频预测问题,在提取时空相关性的同时保持空间信息,进而直接输出未来多步的空间风速矩阵。以美国怀俄明州某风电场实际数据为算例进行实验,结果表明,相比其他对比算法,基于CBAM-DSC-UNet模型的时空风速预测算法的平均绝对误差下降8.4%~15.9%,精度有较大提升。

基于裕度因子的多风电场站集群频率协调控制策略

为提升高比例电力电子装备电力系统的涉网频率性能,提出了一种基于裕度因子的多风电场站集群频率协调控制方法。对于多风电场站集群系统一次调频功率的分配问题,综合考虑转子转速及变流器容量运行条件后,利用等比例裕度因子的一次调频功率分配方法,将有功功率指令下发给各风电场站。针对各风电场站中虚拟惯量、虚拟阻尼系数的制定问题,研究了一种基于可释放动能的频率调节参数分区设置方法。将各风电场站运行状态通过频率响应的变化趋势进行分区,并在此基础上结合可用调频动能对频率调节参数进行合理灵活的设置。仿真结果表明所提方法充分利用了各风电场站的调频资源,提高了高比例电力电子装备电力系统的频率稳定性,为新型电力系统的频率安全性提供了相应的技术保障。

多水平多风井矿井通风系统调整优化研究

针对目标矿井新水平开拓延伸和新采区准备回采而可能面临着的通风系统更加复杂、通风线路更长、通风系统阻力更大等问题,计划投用矿井新建2号回风立井担负新采区的通风任务,通过计算和网络解算得到了主要通风机的风量、风压、等积孔以及工况下的通风参数,并结合主要通风机个体特性曲线确定选择FBCDZ№.36/2×800型号的主要通风机。通过综合对比分析方案一和方案二优缺点,确定了方案二的“4进2回”的通风方式调整优化方案,结果表明:矿井主要通风机风量富余、分配合理,通风负压减小,最大通风阻力路线长度明显降低,通风系统调整实施效果较好。

多风井通风系统降阻增风方案论证

根据潞宁煤业22采区生产衔接需要,通风系统在目前的基础上急需增加1000 m^(3)/min,且在不增加目前回风井通风阻力的前提下,进行通风系统优化改造,达到以上目标。利用潞宁煤业通风仿真系统,对通风系统的调整进行实时仿真,以仿真结果为基础,对通风系统分阶段改造进行预测分析,通过系统改造使得各用风地点风量充足、风流稳定,从而保障其通风系统稳定、可靠地运行,以此顺利实现潞宁煤矿通风系统调整。

多风井通风系统分区通风研究

为了实现潞宁煤矿分区通风,通过对通风系统进行详细分析,得出最有效的方法是在消防材料库与西翼瓦斯管路巷之间打一道密闭墙。当矿山井下布局发生改变或者事故灾害发生时,就会对该通风系统的运转产生影响,导致通风系统运行不合理。利用建立的潞宁煤业通风仿真系统,可对通风系统的调整进行实时仿真,以仿真结果为基础,对阻力分布情况以及风量变化情况进行分析与总结,针对不匹配区域,制定对应的解决方案并加以论证,使得潞宁煤矿通风动力与阻力能够达到合理匹配状态,使得各用风地点风量充足、风流稳定,从而保障其通风系统稳定、可靠地运行,以此顺利实现潞宁煤矿通风系统调整及扩能改造。

基于GWO-BP-AdaBoost的多风电场功率预测

通过GWO-AdaBoost模型来优化BP神经系统网络,实现其对多因素分类处理能力的提高。经过实验表明,优化后的预测模型与BPNN和BPNN-AdaBoost对比,各项误差指标均减少,实现了多风电场功率预测准确度的提高。

考虑多风电场出力Copula相关关系的场景生成方法

合理刻画多风电场出力的随机变化规律,生成风电场未来出力场景,对电力系统应对风电随机变化问题具有重要意义。针对具有相关性的多个风电场出力场景难以生成的问题,提出一种基于连接(Copula)函数的场景生成方法,有效避免了构造多风电场出力联合概率分布这一难题,且所得的场景能较好地捕捉风电场间的相依规律,实现多风电场出力的场景模拟。为了分析场景的拟合精度及有效性,以美国德克萨斯州的实际风电场出力为样本进行了实证性研究,验证了所提方法的优越性。通过含多风电场的IEEE 30节点系统的最优潮流算例说明了合理刻画风电场出力场景对电力系统应对风电随机变化的重要作用。

考虑多风电场出力相关性的电力系统随机优化调度

考虑多风电场出力之间的尾部相关性,借助Gumbel-Copula函数构建多风电场出力的联合概率分布,提出含多风电场的电力系统随机优化调度模型。通过抽样平均近似(SAA)法处理机会约束条件,将随机优化问题转换为可计算的确定性非线性规划问题,并采用粒子群优化(PSO)算法进行求解。通过算例分析联合概率分布、机会约束置信水平和抽样次数对优化调度结果的影响,结果验证了基于Gumbel-Copula联合概率分布的随机优化调度的合理性。

多风电场并网时安全约束机组组合的混合整数规划解法

由风电预测不精确导致的随机性给安全约束机组组合和经济调度等带来新的挑战,尤其当考虑多风电场并网时,在确定性机组组合问题上表现良好的混合整数规划方法将陷入困境。文中通过引入发电机功率分布因子,并用基于极限场景集的场景法取代基于蒙特卡洛仿真的场景法,在计算时间和计算精度2个方面进行了改善。经过修改的IEEE118节点系统算例证明了在多风电场并网时,所述方法能更快地获得对风电随机性适应力更强的机组组合方案。

大型风电场中不同位置的风机对次同步谐振特性影响程度的比较分析

针对双馈风机串补系统的次同步谐振问题,现有文献大都将整个风电场等效为单台风机进行研究,而忽略不同位置风机的风速、输出功率及其间线电缆参数对系统次同步特性的影响。该文将整个风电场划分为两个子风电场,分别等效为一台风机,建立两机串补系统模型,然后分别改变每台风机的转速、输出功率和电缆参数,比较对整个系统次同步特性的影响程度。结果表明:在同样风速条件下,不同位置的风机,对系统的次同步特性影响程度不同,离汇流母线近端的风机对系统稳定性的影响大于远端的风机。当整个风电场的输出功率给定,两子风电场输出容量配置比例不同,系统表现出的次同步特性不同,远端风电场输出功率越高系统稳定性越好。风机与汇流变母线之间的输电线路阻抗越大,系统的稳定性越强。

多风路空冷汽轮发电机定子内流体流动与传热耦合计算与分析

根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立了定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型和数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度以及电机各部分温度的空间分布特性进行分析,并将耦合场计算结果与实测结果进行比较分析,为多风路大型电机综合物理场的准确计算提供理论依据。

多风路大型空冷汽轮发电机三维流场计算

针对某大型空冷汽轮发电机,其中定子采用三进四出多风路通风冷却,转子端部采用弧段进风与直段补风,本体采用副槽通风结构,为研究定子压指、冷热风区及转子与气隙中各部分的冷却空气流量分布与内部流场特征,建立了半轴向段包括转子一个槽和与之对应的气隙及定子两个槽的物理模型。依据计算流体动力学原理,采用有限体积法,利用工程计算得到的压力入、出口边界条件,对计算域内的三维湍流流场进行了数值模拟。结果表明：转子轴径向段槽楔出风口的静压急剧增大,副槽段各出风口的压力约为3600Pa,以150Pa幅度上下波动。气隙中空气静压在3000~4000Pa之间变化,局部存在反向流,有涡流形成。

空冷汽轮发电机冷却气流风量对定子内流体的影响

根据大型空冷汽轮发电机多风路通风系统内流体流动与传热的特点,建立定子多风路通风系统三维流动与传热耦合计算的物理模型与数学模型,并给出求解域相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对三维流体场和温度场控制方程进行耦合计算;在保证总风量不变的情况下,分析改变定子、气隙风量对定子各个径向通风沟内的流体速度、温度及电机各部分温度空间分布特性的影响。结果表明,适当增加气隙风量,会降低电机定子最高温度,还会降低电机定子最高温度与最低温度的温差。最后,以200MW两级大容量空冷汽轮发电机为例进行计算,将计算结果与实测结果进行比较分析,证明该方法的准确性。

考虑多风电场出力相关性的风电容量可信度评估方法

风电容量可信度是衡量风力发电对电力系统可靠性贡献的重要指标,准确快速地计算风电场可信容量是含风电系统规划的基础。处于同一风区空间位置临近风电场出力具有相关性,采用Copula函数描述空间相邻风电场之间的出力相关关系,构建多风电场出力的联合概率分布模型。在此基础上提出出力相关的多风电场容量可信度评估方法,并采用截弦法计算得到风电场的容量可信度。以加入风电的IEEE RTS-96系统为例,仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。

基于大气动力模型的多风电场出力场景生成方法

具有时空相关性的多风电场未来出力的场景,在大规模风电接入下的日前、日内滚动经济调度问题中有着重要的应用。文章基于物理机理的解析模型提出一种生成多风电场未来时段出力场景的方法。该方法以大气运动方程和风速降尺度方程为基础,建立了描述风电场群高空大气与地表风运动关系的随机动态系统。结合地面实时量测风速信息,采用扩展卡尔曼滤波算法对系统状态进行估计,并对各风电场未来风速的联合概率分布进行预测。再利用蒙特卡洛仿真、风电功率曲线和场景约简技术生成具有时空相关性的各风电场未来时段的出力场景。算例中以美国密苏里州四个风电场为例进行仿真测试,并将该方法与高斯连接函数法进行对比和评价,验证了所提方法的有效性。

考虑时空相关性的多风电场出力场景生成方法

在大规模风电接入电力系统的背景下,考虑时空相关性的多风电场出力场景的应用在解决电力系统日前调度问题中具有重要意义。针对多风电场提出一种出力场景生成方法。该方法以多元正态分布函数和Copula函数为基础,建立了风功率时空相关性模型,综合分析了多风电场出力的时空相关性。依据上述相关性分析结果,结合蒙特卡洛抽样并引入Copula理论中的条件分布,生成大量具有时空相关性的风电场景。该方法生成的场景能够更好地模拟多风电场出力的相关关系。最后,以青海省风电场提供的风功率作为样本进行对比仿真,验证了所提方法的可行性与有效性。

基于时间模式注意力机制的BiLSTM多风电机组超短期功率预测

针对现有预测方法难以批量处理多风机间不同特征的问题,提出了基于时间模式注意力(temporal pattern attention,TPA)机制的双向长短时记忆(bidirectional long short-term memory,BiLSTM)网络多风电机组超短期功率预测方法。首先,基于集合经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)获得风机原始功率信号的不同模态分量,以降低神经网络预测难度。其次,基于TPA机制,从Bi LSTM网络得到的隐藏行向量中提取多风机之间的复杂联系,从而使得具有不同特征的模态可以从不同时间步选择相关信息,进而降低各模态的预测误差。最后,将TPA机制与传统注意力机制应用于分散分布的14台风机区域功率预测任务。研究结果表明:基于本方法的多风电机组超短期功率预测的标准均方根误差仅为0.0546,证明TPA机制能有效提高多风电机组的超短期功率预测精度。