无弯曲板水平撞击式浓淡燃烧器风速特性试验研究

娘子关发电厂3号锅炉自2003年1月改用撞击式水平浓淡燃烧器以来,运行中存在严重结焦和掉焦、灭火频繁等问题。通过对该无弯曲板的撞击式浓淡燃烧器的浓淡出口风速进行的试验,掌握了浓淡侧风速规律。试验结果表明,浓淡侧风速,与撞击块位于一次风管里外侧位置的关系较大,而与撞击块前直管段长度的关系较小。并根据试验结果,提出了适宜的撞击块插入深度。通过几个月的运行考验,取得了显著效果。

风速特性与风力机组动态特性的仿真与分析

对风剪、塔影和尾流对风速的影响进行研究,建立了风力机数学模型。对某风场中的风速进行仿真分析,结果表明风速相对于原先的风速明显减小,从而使得风力机的输出功率明显比自然风速下的功率要小。对风轮的输出功率和电机的输出功率、风能利用系数和叶尖速比进行了仿真分析,结果表明:在该风场中,所选风力机的输出功率在额定功率以下,风能利用系数和叶尖速比变化范围较小,风力机没有达到合理使用。

海洋运动对台风过境全过程水平风速特性的影响

现行台风模型大多采用基于有限实测数据修正的工程经验模型,忽略了波浪、海流等海洋运动与其水平风速之间的实时耦合作用。为揭示海洋运动对台风过境全过程的影响机制,基于MCT耦合器,采用中尺度WRF大气模型、第三代浅海海浪SWAN模型以及三维水动力FVCOM模型,建立了大气-海洋-海浪(W-S-F)的实时耦合模拟平台。在此基础上,模拟了台风“莫兰蒂”过境全过程海洋环境时空演变,对比分析了W-S-F耦合平台与非耦合WRF模式下台风过境全过程的差异性,最终提炼出海洋运动对水平风速特性的影响规律。结果表明:本文提出的W-S-F耦合平台可以准确模拟考虑海洋运动的台风过境全过程风速场;低空处海洋运动促进台风水平风速发展,且随高度增加影响逐渐减小,高空处海洋运动对台风水平风速产生抑制作用,且这种消耗随高度增大而加强;在台风整个发展周期,海洋运动对低空台风强度的影响呈现先促进后抑制规律,随着高度增加逐渐形成相反特点。

考虑风速变化特性的风电容量可信度评估方法

随着风力发电在电网中穿透水平的提高,风力发电的容量可信度评估问题逐渐成为电网规划中关注的新热点。为描述风电出力与电网负荷的相关性,以规划阶段风电场可获得的数据为基础,基于半不变量法建立了考虑风速变化特性的风电出力模型;提出了基于拉丁超立方采样(Latinhypercube sampling,LHS)的风力发电容量可信度评估方法,通过对IEEE-RTS79系统进行评估验证了该方法的正确性和有效性,并分析了风电出力与电网负荷的相关性对容量可信度的影响。评估结果可作为风力发电参与电力平衡的重要依据。

联网风电机组风速-功率特性曲线的研究

介绍了变速恒频风力发电机的基本运行机理及其PSASP/UPI仿真模型的开发原理。采用统计学方法分析了风电场中风电机组的实测运行数据,并在此基础上重新建立了适用于联网风电机组仿真模型的风速–功率特性曲线。仿真结果表明,该曲线更接近于风电机组的实际运行情况,在变速恒频风力发电机的仿真模型中,采用上述曲线能显著提高仿真的精确性。

考虑风速波动特性的VMD-GRU短期风电功率预测

提高风电功率预测的精准度能为大规模风电并网提供安全保障,为此提出一种考虑风速波动特性的短期风电功率组合预测方法。首先,定义5种风速波动类型,对数值天气预报中的历史风速序列进行波动类型划分,得到不同风速波动类型的天气时段;其次,将这些天气时段对应的历史风电功率序列进行分类,采用变分模态分解算法对各类风电功率序列进行分频计算,得到特征、频段互异的多个子模态;然后,利用门控循环单元神经网络建立每个子模态预测模型,将各个子模态预测结果进行叠加,得到风电功率预测值;最后,对待测时段的风速序列进行波动类型划分和识别,选取相匹配的功率预测模型计算出最终预测值。利用某实际风电场的数值天气预报风速数据和功率数据进行仿真分析,验证所提组合预测方法的有效性。

基于风速升降特性及支持向量机理论的异常数据重构算法

风电机组历史功率数据是进行风电研究的重要基础,而风电机组实际采集到的数据中存在大量的异常数据,这给风电功率预测研究带来许多不利影响。对历史数据的风速-功率对应关系进行研究,识别并剔除异常数据。分析风速升降变化对功率的影响,建立SVM数据重构模型。根据风速升降特性及强相关风电机组的出力特性对数据重构模型加以改进。以风电机组的实测数据为例进行仿真计算,结果表明所述方法能够对异常数据进行有效地识别和重构。

风电机组风速-功率特性曲线建模研究综述

风速-功率特性曲线是风力发电机组设计的基础,也是考核机组性能、评估机组发电能力的一项重要指标。介绍风速-功率特性曲线的定义、概念和基本特点,分别从参数方法、非参数方法、离散方法、随机方法 4个方面详细阐述风速-功率特性曲线建模的实现方法。分析建模精度的评价方法,提出目前风速-功率特性曲线建模遇到的问题以及需要进行深入研究的发展方向。

计及风速波动特性的风电穿透功率极限计算

随着风电接入电网的容量日益增加,系统本身的调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的因素;风速及风电系统的随机波动特性给系统的运行带来冲击和影响,并且风电的接入增加了系统节点电压、频率和支路潮流的随机波动性。基于风电场穿透功率极限的概念,从随机过程的角度分析出风速随机波动特性,提出了风速随机波动特性修正的风电场穿透功率极限优化算法。采用IEEE 30节点系统算例进行了对比验证。研究结果表明,该方法实现了对风电出力随机性的客观描绘,提高了风电并网容量规划方案的灵活性和可靠性。

中国典型地区风能资源特性研究

利用西北地区和东南沿海地区具有代表性的测风塔资料，对比分析其风能资源特性差异，结果发现：①即使西北和东南沿海地区的年平均风速相同，西北地区的年平均风功率密度和年风能密度均显著大于东南沿海地区，其风功率密度可大1～2个等级，造成这种显著差异的关键因子是西北地区“大风速”的出现频率较东南沿海地区多；②西北地区和东南沿海地区的风向变化主要以小角度变化为主，但两地区的风向变化特征明显不同：西北地区的小风向变差角出现频率略少于东南沿海地区，而较大的风向变差角出现频率明显多于东南沿海地区。两类地区不同的风资源特性将影响风电场选址和设计、风电机组选型以及建成后的运行管理模式，具有重要的现实意义和使用价值。

输出特性函数对风力机容量系数计算的影响

传统风力机容量系数的计算由于风力机输出特性函数的选取不同有着较大误差。为了准确进行风力机容量系数的计算,文中结合实际情况对输出特性函数的选择加以考虑,分别采用3种输出特性函数模型即线性函数、二次函数和三次函数,选取我国云南省红河作为风速观测点,用5种常见风力机进行实例计算,并对结果对比分析。仿真表明:风力机实际风速-功率关系曲线分布在很宽范围内,输出特性函数的选取对风力发电机容量系数计算结果影响很大。本计算分析结果对风力发电具有一定的理论意义和实用价值。

塔式太阳能吸热器不同方位高空风速模拟计算及影响分析

吸热器作为塔式光热电站的核心设备,其安全高效运行对电站的可靠性与经济性有重要影响。吸热器安装于吸热塔顶部,外部环境气象因素尤其是风速特性直接关系着吸热器及聚光集热系统运行控制策略的制定。采用数值模拟的方法研究了高空塔式吸热器在不同方位的风速特性,得出了管屏表面风速大小随环境风速与风向变化的趋势,拟合了不同方位管屏风速计算关联式并详细约定了计算风向取值。研究结果对吸热器管屏热损失的精确计算、效率的准确评估以及吸热器的安全可靠运行具有重要的指导意义。

基于DCGAN的风速场景建模方法优越性研究

基于深度卷积生成式对抗网络(DCGAN)的风速场景建模方法,克服了传统风速时序场景建模方法的先天不足。通过对比分析基于DCGAN的风速场景建模方法和基于波动特性的风速场景建模方法在单地点风速序列生成风速场景的均值、概率分布、自相关系数等方面的表现,验证了DCGAN性能更为优异。通过实例验证,基于DCGAN的风速场景建模方法能够有效地保留多地点风速系列数据的时间-空间相关特性。

考虑实际运行数据的风电场稳态建模

为建立准确的风电场稳态模型,该文分区域分析了风电机组的稳态运行特性,提出一种基于实测数据的三机等效风电场稳态建模方法。首先,分析了风电机组在4个不同运行区域的稳态输出特性;然后,根据风电场内各风电机组的实测风速,采用改进型最大树法将其分类,并建立各类机群的实际风速-功率特性曲线;最后,由风电机组各区域稳态输出特性建立各类机群的风速-功率分段函数关系。在此基础上,计算各类机群的等值风速,从而建立三机等效风电场稳态模型。仿真结果表明三机等效模型可有效提高风电场稳态建模的精度。

基于运行数据的风电场等效建模方法比较

比较研究了传统的和基于运行数据的风电场等效建模方法。分析了传统单台风电机组输出功率累加的方法存在误差的原因。探讨了基于运行数据的等效建模方法,结果表明该方法更符合现场实际。但如何把握选择运行参数的复杂度与模型的简化度之间的关系,以既达到等效的效果又满足仿真精度的要求是下一个有待解决的问题。

两种基于自适应神经模糊推理系统的风功率预测方法

随着风电渗透率的持续增长,风电功率预测的研究和应用变得非常重要,它将提高电网的安全性、稳定性和接纳能力。文中分别对基于风速预测和基于功率预测的两种风功率预测方法进行了分析,并建立了自适应神经模糊推理系统(adaptive neuro-fuzzy inference system,ANFIS)预测模型。利用吉林省西部某风电场的实测数据,基于ANFIS预测模型采用两种预测方法进行实时多步滚动预测,并与基于线性回归法、滑动平均法和持续法的风电功率实时多步滚动预测得到的预测结果进行比较,结果表明前者的预测精度更高,说明了ANFIS预测模型的有效性,并发现基于功率预测的ANFIS预测方法的精度要高于基于风速预测的ANFIS预测方法。

基于实际运行数据的风电场功率曲线优化方法

根据风电场的实际运行数据分析风电场风速与风电场输出功率的统计规律,在传统风速区间划分的基础上提出一种风电场功率曲线的优化方法,通过对每个风速区间分配等量的历史观测数据,采用分段最小二乘线性回归方法对风速与输出有功功率之间的关系进行拟合,建立了风电场基于实际运行数据的优化功率曲线,并利用风电场实测数据对优化功率曲线进行验证分析。算例结果表明,风电场功率曲线优化方法精度较高,能够更准确反映风电场实际运行特性,可为风电场运行特性分析及并网研究提供参考。

基于EWT-KELM方法的短期风电功率组合预测

针对短期风电功率预测,提出一种基于经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)预处理的核极限学习机(Extreme Learning Machine With Kernels,KELM)组合预测方法。首先采用EWT对风电场实测风速数据进行自适应分解并提取具有傅立叶紧支撑的模态信号分量,针对每个分量分别构建KELM预测模型,最后对各个预测模型的输出进行叠加得到风速预测值并根据风电场风功特性曲线可得对应风电功率预测值,为验证本文方法的有效性,将其应用于国内某风电场的短期风电功率预测中,在同等条件下,与KELM方法、极限学习机(Extreme Learning Machine,ELM)方法、支持向量机(Support Vector Mmachine,SVM)方法以及BP (Back Propagation Neural Network)方法对比,实验结果表明,本文所提方法具有较好的预测精度和应用潜力。

基于聚类-实测风功率曲线的风电场等值模型研究

针对风电场工作环境,提出了一种基于聚类-实测风功率曲线相结合的方法构建风电场等值模型。以每台机组所获得的风速作为分群指标进行机组数据划分,运用K-means聚类算法将风电场内具有相近运行特性的机组分为一类,将同群机组等值为一台风力发电机,并利用分层抽样的方法求取实测风速-功率特性曲线,建立了风电场输出功率仿真模型。算例分析表明,该方法与传统依据标准风速-功率特性曲线的方法相比提高了模型精度。

内陆良态风与沿海台风风特性实测对比研究

为了考察内陆良态风和沿海台风风速特性的不同,分别对武汉国际证劵大厦(总高331m)和广州利通广场大厦(总高303m)进行了建筑顶部风速现场实测。通过对典型风速的风速时程、湍流强度、阵风因子、风速功率谱、概率密度分布特性等方面的对比分析发现:内陆良态风风速波动情况表现为长周期小幅脉动,而沿海台风为短周期大幅脉动;内陆风湍流度和阵风因子与沿海台风基本一致;内陆风功率谱高频段能量相对偏低;沿海台风概率密度曲线与正态分布形状比较类似,但在均值附近密度曲线高而尖,峰度系数大于正态分布,而内陆风均值附近密度曲线则宽而低,峰度系数也大于正态分布。台风本身与良态风的风特性差别的原因与宏观地貌有很大关系。