限功率运行下风电场的发电量计算研究

近年来,在风电机组招标后风电场的总装机规模难以做到与批复时的装机规模一致,为满足批复文件的输出功率限制要求,风电场在实际运行过程中需考虑风电机组的限功率运行。而风电项目前期设计过程中并未详细考虑其后续实际的限功率运行状况,若以等效满负荷小时数同比例估算限功率运行后的风电机组年发电量,得到的结果往往偏小。通过对比限功率运行时各种风电场年发电量计算方法的优缺点,提出一种全局迭代寻优策略。结果显示:1)采用年等效满负荷小时数折算法得到的限功率运行时风电场年发电量会明显低估风电场理论年发电量,当项目收益在盈亏平衡点附近时应避免采用该方法。2) Meteodyn WT软件建立的模型质量决定了全局迭代寻优策略结论的准确性,在使用该方法时需要通过多塔交叉检验、同塔切变检验等多种方式对模型进行验证。使用该方法得出的限功率运行策略易于实施,且能最大化提高风电场总体效益。

自然覆冰对限功率运行风力机变桨特性的影响

针对自然覆冰环境下风力机桨距角变化问题,以300kW风力机为研究对象,采用限功率运行控制方式,通过现场试验研究自然覆冰环境下风力机变桨特性。结果表明:限功率运行时桨距角随风速增加呈上升态势;相较于洁净环境,轻度覆冰导致β-v曲线整体降低,当功率限定值分别为50、100、150kW时,桨距角平均值分别降低2.3°、3.9°、4.5°,平均降幅分别为35.7%、51.5%、80.3%;风速增加会减弱轻度覆冰对桨距角的影响程度,功率限定值的提高会加大轻度覆冰对桨距角的影响程度;轻度覆冰后,β-v曲线随功率限定值增加而整体降低,每增加50kW功率限定值,桨距角平均降低35%~45%。该文试验数据和研究结果可为自然覆冰环境下风力机的机组控制提供参考,对其稳定合理运行具有重要意义。

基于限功率运行的风电机组参与系统频率支撑的仿真分析

随着并网风电机组的广泛应用,并网系统的惯量不断降低,在系统发生频率跌落时整个系统频率特性变差。针对这一问题,文中提出了一种风电机组在限功率运行下采用下垂控制和惯量控制实现支撑系统频率的方法,并做了相关仿真。仿真结果表明,在限功率运行下,与不采用任何频率控制技术的风电机组相比,采用频率控制技术的风电机组能够在系统频率跌落时有效地参与到系统的频率支撑当中,对系统频率稳定性的提高有着积极的作用。

基于限功率运行的DFIG与SVG协调电压控制策略

双馈感应电机(doubly-fed induction generator,DFIG)具有变速恒频的运行特点,已成为目前的主流发电机。双馈风机能够发出和吸收无功,对风机并网点(point of common coupling,PCC)电压起到支撑作用。在分析DFIG等效电路基础上,根据DFIG定子侧输出的有功与无功关系,提出一种限功率运行条件下DFIG与静止无功发生器(static var generator,SVG)的电压协调控制策略。正常情况下DFIG工作在最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)模式,SVG控制PCC电压在合理范围内;PCC电压越限时,DFIG进入限功率运行模式,DFIG与SVG协调控制PCC电压且优先考虑DFIG的无功调压能力。最后,基于DFIG并网的仿真模型,验证了所提出的电压协调控制策略的有效性和可行性。

基于风电机群健康状态优化的风电场功率调度控制

目前风电场运行调度策略中对机组设备状态关注不足,易发生由于设备故障造成的发电量损失。为此提出一种基于风电机群健康状态优化的风电场负荷分配控制策略。首先设计风电机组运行状态多层次评估模型及分析方法,然后以提高风电机群健康状态为优化目标,综合风电场常规控制要求建立多目标优化模型。通过算例验证该文策略在良好实现风电场功率控制的基础上,优选运行状况良好的机组承担发电任务,这对保证风电场限电运行下可靠出力具有良好作用。

微电网中储能运行模式自发切换的对策研究

十三五期间,新能源建设由集中式光伏电站向分布式光伏全面推进,构建含储能的微电网成为消纳分布式光伏的有效运行方式。依托浙江某分布式能源示范工程,通过储能系统主、从PCS分散控制及顺控同期并网策略实现光储微电网的并/离网平滑切换。但在切换试验时发现,由于各分系统之间的通讯延时与内部计算延时,微电网并网后储能主PCS充放电运行模式自发切换,电流骤增并触发限功率运行。通过建立储能等效模型与理论分析,提出避免限功率运行及减小大电流充电时间的对策,并对工程进行回路改造与软件升级后再次并网。试验结果验证所提对策可有效提高此分布式能源示范工程运行安全性与经济性,亦对今后实际微电网工程具有借鉴意义与指导作用。

民用建筑柴油发电机组功率定额选择

综述民用建筑相关规范对自备柴油发电机组持续供电时间的要求,分析其负荷特性,明确民用建筑柴油发电机组的运行模式。依据国家标准GB/T 2820.1-2009/ISO 8528-1:2005《往复式内燃机驱动的交流发电机组第1部分:用途、定额和性能》中的相关定义,对比部分常见厂商关于发电机组功率的描述,对功率定额类型选择提出建议。

艺华铝业10MWp光伏示范项目系统发电性能分析

针对广东艺华铝业10 MWp光伏屋顶示范项目实际运行状况,结合系统在2014年全年的发电量数据,对系统发电性能做分析。结果显示有两个重要因素影响系统运行性能,一是系统在1月~7月期间处于限功率运行状态,所发电量仅为厂区负载使用,二是在11月和12月受雾霾天气影响严重,导致全年发电量偏低。

含风力发电的互联电力系统自动发电控制优化方法研究

随着大规模风电并网运行,单独依靠传统发电机组难以有效平抑风功率波动,有必要采用自动发电控制(automatic generation control,AGC)把风电场纳入电力系统调频控制,从而保证电力系统稳定运行。首先,通过分析双馈异步风力发电机(doubly fed induction generator,DFIG)的机械特性,兼顾风电并网运行的经济性,提出一种高风速工况下风电机组限功率运行参与电网二次调频以及平抑中低风速工况下的风功率波动的控制策略;其次,通过改进传统的桨距角控制使得高风速风电机组能够灵活响应电网的调度指令;最后,在4机2区域系统中搭建了含有风电场的自动发电控制模型,仿真结果验证了所提控制方案的有效性,说明风电机组可以快速灵活地响应系统的调度指令,减少联络线交换功率窜动以及频率变化,提高风电消纳能力和电力系统稳定性。