基于长短期记忆网络的大型漂浮式风力发电机平台运动极短期预报方法

大型漂浮式风力发电机平台运动响应的超前预报是实现主动调载系统控制和智慧运维监测的关键技术.然而,漂浮式风力发电机复杂的工作环境使得仅依靠物理模型和数值仿真方法的极短期预报具有非常大的挑战.因此,提出一种创新的基于长短期记忆神经网络的漂浮式风力发电机平台运动极短期预报方法,并利用实测数据开展了浮式平台纵荡运动的验证与不确定性分析.结果表明,该极短期预报方法可以获得较好的精度,超前60 s预报工作状态下纵荡运动的均方误差最大仅约为1%.该大型漂浮式风力发电机极短期运动响应预报能够为未来漂浮式风电场的智慧运维提供扎实的技术支撑.

漂浮式海上风力发电机组独立变桨距控制技术研究

主要研究了漂浮式海上风力发电机组的独立变桨距控制技术。首先概述了当前海上风电的发展情况,重点介绍漂浮式海上风力发电机组,分析了漂浮式平台的流体动力学和运动学特征,建立了平台的模型方程。借鉴陆上风力发电机组独立变桨距控制器的控制策略,将平台的纵摇、艏摇和发电机的输出功率作为变桨距控制器的控制目标,针对风力发电机的非线性设计了专家PID控制器,利用d-q坐标变换技术将控制量分配到3个桨叶。为了验证控制器的可行性,在国外成熟的风力发电机非线性模型FAST上进行仿真试验,将结果与不对平台运动进行控制时和采用统一变桨距控制器时的结果进行对比,对比结果表明独立变桨距技术能有效减小平台的纵摇运动,并且对输出功率的影响较小。

基于张力腿平台的漂浮式风力发电机功率特性研究

针对漂浮式风力发电机在运行过程中,风力发电机伴随基础受风、浪、流冲击而摇摆运动的特点,对张力腿式漂浮式风力发电机的功率输出特性进行分析和建模。仿真与计算结果表明:漂浮式平台的运动响应会对漂浮式风力发电机的功率特性产生显著影响,可大大增加风力发电机输出功率的波动性。

漂浮特性对风力发电机振动影响

在前期研究工作的基础上,将浮式基础波浪载荷计算和系泊系统计算考虑到所已建立的风力发电机分析模型中,形成漂浮式风力发电机动力学分析模型,进行在风浪下漂浮式风力发电机的动力学分析及振动计算。研究表明:漂浮特性对风力发电机的振动影响很大,同样条件下漂浮式风力发电机振动情况相对固定式风力发电机幅值变化较大(平均值一样),这意味着漂浮式风机的疲劳寿命会有较大下降。因此,针对固定风机的设计方法对漂浮式风机要有所修正及完善。

漂浮特性对风力发电机载荷的影响

在前期研究工作的基础上,将浮式基础波浪载荷计算和系泊系统计算考虑到所已建立的风力发电机分析模型中,形成漂浮式风力发电机性能分析模型,将其在风浪下进行漂浮式风力发电机的载荷分析计算。结果表明:漂浮式平台对风力发电机的载荷影响很大,同样条件下漂浮式风力发电机所受载荷相对固定式风力发电机幅值变化较大(平均值一样),这意味着漂浮式风机的疲劳寿命会有较大下降,因此,针对固定风机的设计方法对漂浮式风机要有所修正及完善。

海上漂浮式风力发电机关键技术研究

漂浮式风力发电机组是未来海上风电的发展趋势,已成为风电行业的研究热点。通过介绍漂浮式风机的技术特点,分析了漂浮特性对机组关键部件发电机的影响,论述了发电机在设计制造过程中的关键技术难点,并重点阐述了轴系结构设计的要点及其解决方案,对发电机的设计开发具有一定的指导意义。

漂浮式海上风力发电机组故障诊断方法

现有的风力发电机组故障诊断方法诊断准确性低,因此文章研究漂浮式海上风力发电机组故障诊断方法。设定漂浮式海上风力发电机组的自由度方向,针对旋转运动程度来控制功率。建立漂浮式海上风力发电机组多角度运动模型,计算水中所产生的浮力,获得水面与浮台之间的刚度矩阵。显示不同模态函数IMF分量的局部特征,计算得到不同有效分量的振动值,获得振动过程中故障区域的数值参量,对故障特征进行提取。运用EMD方法对定子电流信号进行解析,并获得分量数据集进行学习与优化。通过定子电流信号与故障状态下的数据比较分析,对齿轮和滚动轴承中存在的故障进行诊断,确定其是否处于故障状态。实验结果表明,诊断正确率为98%,可以实现精准故障诊断,得到良好的诊断结果。

我国漂浮式风力发电机研究取得进展

近年来，随着海上风电利用不断向深海地区发展，漂浮式风力发电机逐渐受到广泛关注。为获得漂浮式风力发电机的动态响应特性和气动特性，中国科学院工程热物理研究所的研究人员对多种典型的漂浮式风力发电机在一系列风力和波浪条件下的动态响应进行了计算，分析并总结了漂浮式风力发电机的运动规律和叶片攻角的变化规律。

浮式风力发电机纵摇时气动性能研究

研究了水平轴浮式风力发电机CFD数值模拟的有效性,探讨了在相同来流速度、不同纵摇角度时对风力发电机计算结果的影响,最后得出在不同纵摇角度位置,气流对风力发电机输出功率以及对叶片表面压力、功率系数均产生了一定影响,同时分析了各个位置的尾流场,对以后海上风力发电机的研究提供了理论依据和参考资料。

基于混沌理论的超大型漂浮式风力机动态响应研究

大型化后的漂浮式风力机非线性运动特征显著增强,为此以DTU 10 MW风力机为研究对象,建立NAUTILUS半潜式平台漂浮式风力机模型,在机舱内部配置调谐质量阻尼器(TMD),通过多岛遗传算法优化TMD参数,研究无TMD控制、TMD控制(未优化)及优化TMD控制下漂浮式风力机运动响应特性,并基于混沌理论,采用相空间重构和最大Lyapunov指数法从定性和定量角度分析漂浮式风力机运动响应非线性特征。结果表明:TMD控制和优化TMD控制下,漂浮式风力机塔顶前后位移响应明显减小,但侧向位移响应作用较小;塔架前后加速度响应峰值在塔架高度为30 m~90 m范围内显著减小,而侧向加速度响应峰值则在塔架高度为10 m~30 m范围内有所减小。较之无TMD控制,优化TMD控制下,漂浮式风力机运动响应混沌特征减弱,最大Lyapunov指数均减小,表明优化TMD可减小其运动响应非线性特征。

挪威启用世界首个漂浮式风力发电站

世界首个海上漂浮式风力发电站在挪威近日正式启用，这个风力发电机名为“Hywind”，高65米，重达5300吨，位于挪威西南部海岸附近卡莫伊岛10公里处。该发电机设置在一个浮台上，浮台通过三根缆线与海底固定，里面放入水和岩石当做压舱物，可用于水深120米至700米的海域，而且，相比于当前的固定式风力发电机，还可以放置到离岸更远的地方。

挪威正式启用世界首个海上漂浮式风力发电站

据物理学家组织网报道,挪威能源巨头——挪威国家石油海德罗公司(StatoilHydro)近日宣布,世界首个海上漂浮式风力发电站在挪威海岸附近的北海正式启用。据挪威国家石油海德罗公司介绍。

挪威启用世界首个漂浮式风力发电站

世界首个漂浮式风力发电站在挪威正式启用。据物理学家组织网报道，挪威的能源巨头挪威国家石油海德罗公司（Statoil Hydro）9月8日宣布，世界首个海上漂浮式风力发电站在挪威海岸附近的北海正式启用。据挪威国家石油海德罗公司介绍，这个风力发电机名为“Hywind”，

全球首个商业级海上漂浮式风力发电场组建完工

全球首个商业级海上漂浮式风力发电场Hywind苏格兰发电场项目已经组建完工,不日将运抵并部署于苏格兰阿伯丁郡海岸。该发电场共包含5台单台6兆瓦的风力发电机组,总装机容量30兆瓦。发电场占海域面积4平方公里,区域内海面平均风速每秒10米。目前漂浮式架构已在挪威配装完毕,

不同海况下漂浮式风电场大型化响应分析

为探究3种海况下不同漂浮式风电场平台稳定性,建立Barge单平台,2×2、3×3、4×4和5×5阵列风电场平台,基于叶素动量理论、辐射/绕射理论并结合有限元方法,研究了风波载荷作用下其动态响应。结果表明:漂浮式风电场中迎风侧平台响应最剧烈,越远离迎风侧,平台稳定性越好;3种海况下,风电场平台较单平台在纵荡、垂荡及纵摇自由度上动态响应均较小,且随风电场阶数升高,稳定性增加;风电场中迎风侧系泊受力最大且随风电场阶数增加而增大。

挪威诞生世界首台漂浮式风电机组

挪威的斯塔万格新建了1台风力发电机组“Hywind”。这台风力发电机组在海上没有“根”．换言之．它是世界上第1台浮在海面上的风力发电机组。这意味着，也许未来它可为深海的轮船或潜艇提供能源。

5MW下风向风轮及海上风力漂浮式变电设备的研发

日立为了响应社会对再生能源扩大需求，开发了适用于海上的风力发电机。本风电发电设备是在以前开发的2MW下风向风轮经验为基础之上，研发出高可靠性的5MW下风向风轮。

国外大型风力机技术的新进展

为更好地了解国外大型风力机技术,促进国内大型风力机的发展,对近年来国外大型风力机设计技术的革新做出一个较为综合的评述.不仅涵盖陆上水平轴风力机,也将评述海上漂浮式风力机、垂直轴风力机、高空风力机以及带加速罩的风力机等技术的新进展.评述包括设计原理、经济效益、环境影响等综合评估因素,力求对新技术做出较为完整的解释.

两种不同基础的漂浮式风机载荷对比分析

根据海上风机建模和载荷计算,对比了半潜式、张力腿式和固定式基础机组在额定风速、切出风速及极限空转情况下瞬态时序及载荷统计值:三种不同基础的风机在机头部件的载荷差异不大;但整体上,半潜式要大于另外两种,当波浪达到一定程度之后,这种载荷差异表现更明显,尤其是塔底载荷。对于半潜式风机,主要是通过优化设计半潜平台、选择合理总体参数及特殊的控制策略等方法来降低其载荷。

基于风剪效应的独立变桨控制对漂浮式风力发电机性能的影响

随着风力发电机塔架高度以及叶片尺寸的增大,风剪效应对风力发电机性能的影响越来越显著,为此提出了基于风剪效应的独立变桨控制策略。分析了漂浮式风力发电机支撑结构的动力学模型,结合针对陆上风力发电机提出的基于风剪效应的独立变桨控制策略,并使用线性二次型调节技术(linear quadratic regulator,LQR)分别对3种漂浮式风力发电机的独立变桨控制器进行了设计,在Matlab/Simulink软件中搭建仿真模型并与Fast软件进行联合仿真。仿真结果表明:所采用的独立变桨控制策略对3种形式的风力发电机的功率、纵摇运动影响并不相同。独立变桨控制策略可以明显降低单柱式风力发电机的功率波动,但对张力腿式和驳船式风力发电机来说效果不明显甚至变得更差;而对于漂浮式风力发电机的纵摇运动来说,独立变桨和统一变桨控制策略对单柱式和张力腿式风力发电机的影响差别不明显,而对驳船式风力发电机来说,独立变桨控制策略使其纵摇角度变得更大。