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基于度量驱动和模型降阶的燃煤锅炉温度场数字孪生模型
1
作者 张怡 孙宇舰 +2 位作者 沙鹏 杨婷婷 房方 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第20期8067-8078,I0018,共13页
实时准确获取炉内温度分布信息对于燃煤锅炉的清洁高效运行至关重要。由于炉内燃烧温度分布实时数据难以获取,计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟计算成本高昂,以及现有数据驱动炉膛温度场重建方法未能有效跟踪燃... 实时准确获取炉内温度分布信息对于燃煤锅炉的清洁高效运行至关重要。由于炉内燃烧温度分布实时数据难以获取,计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟计算成本高昂,以及现有数据驱动炉膛温度场重建方法未能有效跟踪燃烧系统特性变化等问题,该文提出一种基于度量驱动和模型降阶的燃煤锅炉温度场数字孪生模型构建方法。针对某600 MW前后墙对冲燃煤锅炉开展燃烧数值模拟获取温度场数据集,采用度量驱动的数据增强技术确定数据稀疏区域并针对性扩充。利用本征正交分解方法将高维温度场数据进行低维模态表征实现模型降阶,并通过具有更新策略的改进最小二乘支持向量机方法逼近工况参数与模态系数之间的关系以适应对象特性变化,建立锅炉温度场数字孪生模型。计算结果表明,该模型可实现锅炉温度场实时精准映射,模型计算结果的平均相对误差为2.233%,均方根误差低于41.066 K,表现出较高的准确性和泛化性,且其计算时长由CFD所需的约45000 s减少至约9 s,计算效率得到极大提高。 展开更多
关键词 温度场 数字孪生 本征正交分解 模型降阶
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考虑多重USI和新能源消纳的EV集群优化调度
2
作者 程静 骆徐 +1 位作者 韩璐 严婧 《太阳能学报》 北大核心 2025年第7期267-278,共12页
提出一种考虑用户多重满意度和新能源消纳的电动汽车优化调度策略。以蒙特卡洛方法于用户出行信息库抽取出行信息并模拟其充电流程,建立单用户参与调度的物理条件和充电期望,构建电动汽车集群满意度指标;基于用户满意度和新能源消纳建... 提出一种考虑用户多重满意度和新能源消纳的电动汽车优化调度策略。以蒙特卡洛方法于用户出行信息库抽取出行信息并模拟其充电流程,建立单用户参与调度的物理条件和充电期望,构建电动汽车集群满意度指标;基于用户满意度和新能源消纳建立联合调度模型,采用原始-对偶内点算法求解;基于瑞典顾客满意度指标模型思想,构建综合满意度模型,建立用户满意度和新能源消纳满意度评价机制。以苏州市某分布式电网为案例,进行仿真分析与验证,结果表明:相较于仅从配电网侧考虑用户满意度,对分布式电网系统实施联合调度策略可降低弃风弃光率,显著提升用户满意度和新能源消纳满意度,实现电动汽车、电网、新能源的友好互动。 展开更多
关键词 电动汽车 集群调度 新能源消纳 用户满意度
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基于WOA的SOEC-锂离子电池混合储能系统容量优化配置方法
3
作者 武鑫 张李希 +3 位作者 胡超 黄博航 熊星宇 马志勇 《动力工程学报》 北大核心 2025年第9期1453-1462,共10页
建立了固体氧化物电解池(SOEC)和锂离子电池储能系统模型并分析了各自的瞬态响应特性,提出了SOEC系统的前馈模型预测控制方法。然后,基于连续变分模态分解和变分模态分解方法,结合鲸鱼优化算法(WOA),提出了SOEC-锂离子电池混合储能系统... 建立了固体氧化物电解池(SOEC)和锂离子电池储能系统模型并分析了各自的瞬态响应特性,提出了SOEC系统的前馈模型预测控制方法。然后,基于连续变分模态分解和变分模态分解方法,结合鲸鱼优化算法(WOA),提出了SOEC-锂离子电池混合储能系统容量优化配置方法。最后,根据某额定装机容量30 MW风电场实际输出功率数据,通过仿真验证所提出方法的有效性。结果表明:混合储能系统能够有效利用部分风能电解制氢,并实现了风电场-混合储能系统的联合输出功率达到并网标准和系统初始投资成本最低的目标;SOEC系统达到了设定的电解效率,且锂离子电池储能阵列处于健康状态。 展开更多
关键词 固体氧化物电解池 混合储能系统 鲸鱼优化算法 容量优化配置方法
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切变湍流对风力机尾迹恢复特性影响实验研究
4
作者 韩玉霞 朱长海 +2 位作者 金凯宁 陈雪明 杨斌 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期151-158,共8页
为研究切变湍流对风力机尾迹恢复特性的影响规律,采用热线风速仪在风洞闭口段分别采集自由流、均匀湍流及切变湍流入流时风力机下游尾迹数据。通过对比3种入流工况下水平轴风力机轴向速度和湍流强度等物理量,解析均匀湍流、切变湍流耦... 为研究切变湍流对风力机尾迹恢复特性的影响规律,采用热线风速仪在风洞闭口段分别采集自由流、均匀湍流及切变湍流入流时风力机下游尾迹数据。通过对比3种入流工况下水平轴风力机轴向速度和湍流强度等物理量,解析均匀湍流、切变湍流耦合塔影效应对风力机尾迹恢复特性的影响。结果表明:均匀湍流时尾迹速度恢复最快,自由入流次之,切变湍流入流最慢;对于尾迹湍流强度恢复能力依次为均匀湍流最快,切变湍流次之,自由入流最慢。湍流强度增加会促进尾迹恢复,但风切变和塔影效应则会起抑制作用;均匀湍流耦合塔影效应会促进尾迹中心下移,而切变湍流耦合塔影效应则会延缓该趋势,说明风切变对尾迹偏斜的影响比塔影效应更显著。 展开更多
关键词 水平轴风力机 切变湍流 尾迹恢复 塔影效应 热线风速仪 风洞实验
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基于三维代理模型的风力机尾流模拟
5
作者 李正农 晏凯 +2 位作者 李亚飞 特日根 龙海芳 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第4期80-90,I0002,共12页
为研究风力机尾流风场特性,本文将风轮简化为多孔介质球体,提出了一种新的风力机三维代理模型。以河南省濮阳市某地区陆上风电场为研究对象,通过无人机测风系统采集风电场的自由流与尾流数据,以实测来流风场为入流条件,采用修正的湍流... 为研究风力机尾流风场特性,本文将风轮简化为多孔介质球体,提出了一种新的风力机三维代理模型。以河南省濮阳市某地区陆上风电场为研究对象,通过无人机测风系统采集风电场的自由流与尾流数据,以实测来流风场为入流条件,采用修正的湍流模型参数建立数值模拟模型,分析了风力机尾流在水平和垂直方向的分布特征。结果表明,通过设置多孔介质模型的阻力系数可有效模拟风轮对流场的阻力效应;水平方向的尾流风速和湍流度呈对称分布,且近尾流区的湍流分布呈现双峰形式,垂直方向的尾流则表现为非对称分布。在轮毂高度处,尾流风速在下游2倍风轮直径(2D)处削减为来流风速的46%;随着尾流向下游发展至6D位置处,逐渐恢复为来流风速的75%,同时湍流水平整体下降,叶尖高度的湍流增强效应也逐渐减弱。与实测数据的对比验证表明,模拟风速的均方根误差均在10%以内,湍流强度的误差大多在15%以内,说明所提出的代理模型能较为准确地计算尾流风速与湍流强度,为风力机尾流仿真的工程应用提供了新的思路。 展开更多
关键词 风力机尾流 三维代理模型 多孔介质 无人机测风 数值模拟
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风光互补系统空间支撑框架的风环境模拟及优化
6
作者 苏波 马如钊 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第18期7640-7649,共10页
面向建筑屋顶分布式风能及风光互补能源利用的技术需求,提出并研究了一种新型风光互补系统的空间支撑框架。该框架通过配置导流板同时具有集风、稳流的作用,可显著增强小型垂直轴风力机的发电效率。首先采用理论分析方法,对空间支撑框... 面向建筑屋顶分布式风能及风光互补能源利用的技术需求,提出并研究了一种新型风光互补系统的空间支撑框架。该框架通过配置导流板同时具有集风、稳流的作用,可显著增强小型垂直轴风力机的发电效率。首先采用理论分析方法,对空间支撑框架的集风效果及发电效率进行了分析。在此基础上,采用数值模拟的方法,分析了在不同风攻角下导流板间距、宽度对支撑框架内部气流速度、湍流动能的影响,并给出了优化参数。最后,采用风洞试验,对空间支撑框架作用下的小型风机发电性能进行了试验研究。研究表明,该空间支撑框架能够显著提高进入集风装置的气流速度,并降低内部空间湍流动能。当支撑框架配置间距D=0.53 m,宽度W=0.12 m的导流板时,可使风速增加约1.21倍,发电机功率提高约1.77倍。 展开更多
关键词 风光互补 集风结构 导流板 数值模拟 湍流动能
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风电场年发电量的不确定性研究
7
作者 杨庆山 彭留留 +3 位作者 蔡思雯 黄国庆 韦关祥 姜言 《东南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期1255-1264,共10页
在进行风电场风资源评估时,通常仅参考确定性的年发电量(AEP),这将会忽略风资源评估各环节的不确定性影响,进而影响评估结果和投资决策。为此,本文开展了风电场年发电量的不确定性研究。首先,结合《基于概率的发电量计算方法指导文件》(... 在进行风电场风资源评估时,通常仅参考确定性的年发电量(AEP),这将会忽略风资源评估各环节的不确定性影响,进而影响评估结果和投资决策。为此,本文开展了风电场年发电量的不确定性研究。首先,结合《基于概率的发电量计算方法指导文件》(CGC/T N006—2022)和现有研究成果,探究了风资源评估过程中导致不确定性的各个环节,并重点论述了各个环节的不确定性来源及量化方法。然后,利用敏感因子以及平方和开根号法(SRSS)将各环节的不确定度整合为整个风电场的AEP不确定度。最后,将该方法分别应用于平原和山地案例风电场AEP的不确定性评估。结果表明,平原案例风电场的AEP不确定度为15.38%,而山地案例风电场的AEP不确定度为21.39%。这一差异主要源于山地案例风电场较高的风速相关不确定度以及风速和功率不确定度转换的敏感因子。 展开更多
关键词 风电场 风资源评估 年发电量 不确定性
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200 kW垂直轴风力机叶片的流固耦合分析
8
作者 李银然 张苏彩 +1 位作者 柳银环 魏魁 《农业工程学报》 北大核心 2025年第10期265-272,共8页
随着风电技术的发展及应用场景的扩大,垂直轴风力机因其结构简单、重心较低等优点逐渐被人们所重视,但垂直轴风力机气动力的波动特性容易引起结构安全性问题。为了探讨垂直轴风力机叶片的结构安全特性,该研究以200 kW垂直轴风力机铝制... 随着风电技术的发展及应用场景的扩大,垂直轴风力机因其结构简单、重心较低等优点逐渐被人们所重视,但垂直轴风力机气动力的波动特性容易引起结构安全性问题。为了探讨垂直轴风力机叶片的结构安全特性,该研究以200 kW垂直轴风力机铝制叶片为研究对象,采用单向流固耦合方法研究垂直轴风力机的气动特性及单一叶片的结构特征。结果表明:风力机运行时,其转矩波动较大,单个叶片的转矩峰值主要集中在迎风侧,风轮旋转一周其转矩呈3峰值与叶片数相对应;分析叶片变形及应力分布特征发现,随着风速的增大,叶片变形和等效应力也随之增大,切出风速下叶片最大应力为18.8 MPa,最大变形值约为8 mm,叶片应力主要集中在叶片与支撑杆连接位置处;叶片变形沿叶片展向呈“W”形,且变形随方位角呈3峰值变化规律,最大变形出现在90°方位角。该研究有助于提升风力机叶片的结构安全性和促进百千瓦级垂直轴风力机的产业化发展。 展开更多
关键词 垂直轴风力机 单向流固耦合 叶片变形 应力分布
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大气边界层中风力机载荷及功率特性的实验研究 被引量：1
9
作者 郭兴铎 李银然 +2 位作者 李仁年 魏魁 马清东 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期9-16,共8页
该文在风洞中构建出两种平均风切变指数和湍流强度的大气边界层风场,并开展均匀来流和大气边界层条件下风力机载荷及功率特性的实验研究。结果表明:风力机偏航运行时,机组轴向载荷减小,疲劳载荷增大,随着偏航角增大,风轮功率系数减小,... 该文在风洞中构建出两种平均风切变指数和湍流强度的大气边界层风场,并开展均匀来流和大气边界层条件下风力机载荷及功率特性的实验研究。结果表明:风力机偏航运行时,机组轴向载荷减小,疲劳载荷增大,随着偏航角增大,风轮功率系数减小,最优叶尖速比降低。在大气边界层来流条件下,风轮平均倾覆力矩系数和功率系数较均匀来流增大,机组疲劳载荷、极端载荷,及输出功率的非定常特性显著增加,且功率系数的概率分布更符合高斯分布。此外,风轮功率系数频谱与大气边界层来流速度频谱存在一定程度的关联性,在耦合区间出现Φ_(p)/Φ_(u)-f^(-2)的幂率关系。而功率系数频谱在超过约3倍转频后基本维持水平趋势,表明湍流来流与输出功率的调制作用在该频率处开始解耦,解耦后风力机功率输出受湍流来流的影响较弱,其功率谱响应主要取决于风轮的自身特性。 展开更多
关键词 水平轴风力机 大气边界层 湍流 功率 载荷 风洞实验
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考虑风力机疲劳载荷限制的风电场布局优化研究 被引量：2
10
作者 刘伟杰 黄国庆 +2 位作者 彭留留 杨庆山 姜言 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期548-555,共8页
在进行风电场布局优化时,如果目标函数仅考虑年发电量AEP,可能导致优化后风电场的部分风力机疲劳荷载增大,进而增加运维成本,因此优化得到的风电场布局可能不是最优解。针对上述问题,开展考虑风力机疲劳载荷限制的风电场布局优化研究。... 在进行风电场布局优化时,如果目标函数仅考虑年发电量AEP,可能导致优化后风电场的部分风力机疲劳荷载增大,进而增加运维成本,因此优化得到的风电场布局可能不是最优解。针对上述问题,开展考虑风力机疲劳载荷限制的风电场布局优化研究。首先,通过输入每台风力机的有效风速和有效湍流强度至代理模型来预测等效疲劳载荷。然后,使用开源风电场优化平台TOPFARM对风电场进行布局优化,并在优化过程中增加对寿命周期等效疲劳载荷LDEL限制来降低风力机的疲劳载荷。最后,对Horns Rev 1典型风电场进行考虑疲劳限制的布局优化研究。结果表明:与不考虑疲劳限制相比,优化后的风电场会牺牲少量的AEP,但可换来LDEL较大程度的降低。 展开更多
关键词 风电场 布局优化 疲劳载荷 代理模型 TOPFARM Horns Rev 1风电场
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海上风电制氢系统建模及热力学与经济学分析 被引量：1
11
作者 高波 王佳琪 +2 位作者 刘志亮 赵玄烈 葛坤 《化工学报》 北大核心 2025年第3期1207-1220,共14页
为系统分析和评估海上风电制氢系统的热力学性能及经济性,构建了一个在热力学方面充分考虑附属设备、在经济学上兼顾海域特殊性的海上风电制氢系统模型。基于该模型,首先展开了参数研究和敏感性分析,以探讨运行参数对系统性能的影响规律... 为系统分析和评估海上风电制氢系统的热力学性能及经济性,构建了一个在热力学方面充分考虑附属设备、在经济学上兼顾海域特殊性的海上风电制氢系统模型。基于该模型,首先展开了参数研究和敏感性分析,以探讨运行参数对系统性能的影响规律;其次,利用我国海域真实风速数据进行了案例研究,模拟并评估了该海域的制氢能力及系统性能。研究结果表明,风速、电解槽运行温度及运行压力的提升均有助于增强制氢系统的运行性能,其中系统性能对风速变化表现出显著敏感性;案例研究显示该海域全年氢气产量为179908 kg,平均能量效率和㶲效率分别为26.6%和54.4%。然而,成本高昂的海上浮体结构使得氢气平准化成本显著上升。此外,该海域在夏季的制氢能力明显不足,特别是6月份的氢气产量最低,仅为10月或11月的15.3%。 展开更多
关键词 海上风电 制氢 模拟 性能评估 技术经济学 可再生能源
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风-光互补取电装置性能及其清灰特性 被引量：1
12
作者 袁权 吴义鹏 +2 位作者 沈心 刘建 周建华 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第14期5862-5869,共8页
采用风光互补供电的小型传感器无需定期更换电源,可部署在各类人迹罕至地区,然而在实际应用中光伏组件容易受到污垢沉积导致发电功率降低,小型风力发电机的旋转部件也极易出现故障。设计了一种结构较为简单且具有自清洁功能的风-光互补... 采用风光互补供电的小型传感器无需定期更换电源,可部署在各类人迹罕至地区,然而在实际应用中光伏组件容易受到污垢沉积导致发电功率降低,小型风力发电机的旋转部件也极易出现故障。设计了一种结构较为简单且具有自清洁功能的风-光互补取电装置,结合气象统计数据对装置的太阳能和风能取电性能进行了实验测试,比较了不同灰尘覆盖量下光伏组件的振动清灰性能。研究结果表明该装置在模拟晴朗天气下(光照强度948.1 W/m^(2))下太阳能收集可产生77.28 mW的最大输出功率;基于压电效应的风致涡激振动取电启动风速在1.5 m/s左右,实验条件下4.3 m/s风速可以产生4.63 mW的输出功率;通过风致振动对不同灰尘覆盖量的光伏组件清灰后,太阳能收集输出功率能恢复到清洁状态下的84%以上。该研究为偏远地区无维护的小型微功率发电设备提出了新的技术方案。 展开更多
关键词 风光互补发电 涡激振动 压电效应 光伏组件清灰
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基于频率增强融合时空信息的超短期风电功率预测
13
作者 滕婧 姜亚君 +1 位作者 师瑞峰 贾利民 《太阳能学报》 北大核心 2025年第9期198-207,共10页
针对传统的风功率预测方法难以捕捉风电功率序列在频域内的非平稳、非线性特征,且未能充分利用风力机间的空间相互关系等问题,提出一种基于信号分解技术进行频率增强,并融合时空信息的网络DSTNet实现准确的超短期风电功率预测。在时间... 针对传统的风功率预测方法难以捕捉风电功率序列在频域内的非平稳、非线性特征,且未能充分利用风力机间的空间相互关系等问题,提出一种基于信号分解技术进行频率增强,并融合时空信息的网络DSTNet实现准确的超短期风电功率预测。在时间信息处理方面,利用离散余弦变换将风电功率序列从时域转换到频域,再通过通道注意力机制进行频率增强,然后采用解码器提取时间特征;在空间信息处理方面,基于风电场各风力机的位置信息构建图神经网络模型,提取各风力机节点与邻近节点的空间特征;最后,通过融合时间特征与空间特征进行超短期风电功率预测。基于百度KDD CUP发布的空间动态风电功率预测数据集为算例分析,结果表明,所提方法在超短期风电功率预测的所有场景中,即10min、1h、4h,均具有最高的预测精度和稳定性。相比于排名第二的方法,该文方法平均绝对误差分别减少29.75%、19.11%、8.09%,均方根误差分别降低28.22%、13.44%、6.96%,就预测稳定性而言,决定系数R2分别提升1.78%、1.68%以及2.41%。 展开更多
关键词 风电并网 时空数据 图神经网络 时间序列分解 离散余弦变换
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大容量海上风电接入海上油田群微电网暂态稳定性研究——以“海油观澜号”接入文昌油田群电网工程为例 被引量：4
14
作者 万光芬 魏澈 +1 位作者 邱银锋 黄存 《中国海上油气》 北大核心 2025年第1期211-220,共10页
海上风电具有波动性和间歇性的特点,大容量接入海上油田群微电网易导致电网稳定性问题。以国内首个漂浮式风电“海油观澜号”接入文昌油田群电网工程为例,对该电力系统典型故障工况下暂态稳定性问题开展研究。采用PSCAD/EMTDC电磁暂态... 海上风电具有波动性和间歇性的特点,大容量接入海上油田群微电网易导致电网稳定性问题。以国内首个漂浮式风电“海油观澜号”接入文昌油田群电网工程为例,对该电力系统典型故障工况下暂态稳定性问题开展研究。采用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件搭建了“海油观澜号”接入文昌油田群电网全系统仿真模型,分析了风机切除、同步发电机组切除及海缆故障解列等3种典型故障工况下,系统暂态电压、频率、功角稳定性及系统振荡风险水平。结果表明,风机故障切除电网能够自适应稳定,可以此作为风机接入规模的工程选型依据;在同步发电机切机故障下,电网也可自适应稳定,该电网具备进一步优化减少热备用机组的潜力;海缆切除典型故障工况下,系统出现暂态频率失稳情况,可通过切负荷、加装储能等措施恢复稳定,同时加装储能措施可降低切负荷规模,利于平台平稳生产;各类故障工况下该项目无宽频振荡风险。研究成果为项目的安全稳定运行提供了支撑并为后续类似项目提供了参考。 展开更多
关键词 海上风电 “海油观澜号” 海上油田微电网 暂态稳定性 风机切除 发电机组切除 海缆故障解列 系统振荡风险
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湍流来流下风力机翼型非线性气弹特性研究
15
作者 王速 马璐 +3 位作者 张险峰 雷肖 沈昕 杜朝辉 《太阳能学报》 北大核心 2025年第11期650-657,共8页
以沉浮、俯仰二自由度风力机翼型为研究对象,建立翼型气弹系统动力学模型并引入可考虑多级失速涡的翼型动态失速模型,分析垂直来流方向湍流影响下结构及气动非线性对颤振临界速度的改变,与颤振后动力学特性。结果显示,垂直湍流对流速大... 以沉浮、俯仰二自由度风力机翼型为研究对象,建立翼型气弹系统动力学模型并引入可考虑多级失速涡的翼型动态失速模型,分析垂直来流方向湍流影响下结构及气动非线性对颤振临界速度的改变,与颤振后动力学特性。结果显示,垂直湍流对流速大小影响微弱,但扰动来流攻角造成非线性气动力波动,导致系统临界颤振速度降低,振动增强;垂直湍流破坏二自由度振动同步性,改变颤振类型;结构非线性因素对气弹响应的影响在翼型振幅随流速上升增大后增强。 展开更多
关键词 风力机 翼型 气动弹性 颤振 非线性 湍流
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可用及不可用时段风能太阳能互补性评估方法研究
16
作者 任国瑞 闫旭辰 +1 位作者 王玮 万杰 《动力工程学报》 北大核心 2025年第4期554-562,共9页
定义风能与太阳能出力波动幅度比,对相关系数进行改进来量化可用时段的互补性,并基于一种新能源出力不可用时长及对应时段另一新能源的出力幅度来定义不可用时段风能与太阳能的互补性评估指标。将所提出的指标用于评估黑龙江省风能与太... 定义风能与太阳能出力波动幅度比,对相关系数进行改进来量化可用时段的互补性,并基于一种新能源出力不可用时长及对应时段另一新能源的出力幅度来定义不可用时段风能与太阳能的互补性评估指标。将所提出的指标用于评估黑龙江省风能与太阳能的互补性,同时分析了风能与太阳能装机容量比对互补性的影响。结果表明:相比黑龙江西部地区,东部地区风能与太阳能可用及不可用时段都表现出较大的互补性;在一年中,4月份风能与太阳能可用时段互补性较小,而不可用时段互补性在6月、7月和8月最小。 展开更多
关键词 互补性 相关系数 波动幅度比 可用时段 不可用时段 新能源
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纵荡工况下叶片柔性对15 MW级浮式风力机气动特性影响研究
17
作者 马璐 周乐 +3 位作者 张险峰 雷肖 沈昕 杜朝辉 《太阳能学报》 北大核心 2025年第6期667-675,共9页
以IEA-15 MW风力机为对象,基于涡尾迹模型和几何精确梁模型研究了纵荡工况下叶片形变对风力机性能的影响。结果表明,浮台的纵荡运动所带来的附加速度会改变风力机的入流速度,从而使风力机的载荷出现波动;而相比于固定工况,纵荡工况下风... 以IEA-15 MW风力机为对象,基于涡尾迹模型和几何精确梁模型研究了纵荡工况下叶片形变对风力机性能的影响。结果表明,浮台的纵荡运动所带来的附加速度会改变风力机的入流速度,从而使风力机的载荷出现波动;而相比于固定工况,纵荡工况下风力机的输出功率有所提升,且在考虑叶片柔性后风力机载荷有所下降。此外,在风力机纵荡运动过程中,风力机的载荷对入流速度变化的响应存在延迟,同时叶片柔性形变带来的附加速度会加剧载荷响应的延迟。 展开更多
关键词 浮式风力机 气动特性 柔性形变 自由尾迹模型 几何精确梁模型
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基于NWP信息的SSA优化EEMD-LSTM风电超短期功率预测
18
作者 依沙克·司马义 陈昊 +3 位作者 张正强 徐帅 刘莘轶 于立军 《太阳能学报》 北大核心 2025年第8期176-183,共8页
该研究建立一种组合风电功率预测模型,结合集合经验模态分解(EEMD)、麻雀搜索算法(SSA)和长短期记忆神经网络(LSTM)算法。模型通过EEMD对风功率时间序列进行分解,克服了传统分解方法的模态混叠现象;利用涵盖风速、风向、气压与湿度等气... 该研究建立一种组合风电功率预测模型,结合集合经验模态分解(EEMD)、麻雀搜索算法(SSA)和长短期记忆神经网络(LSTM)算法。模型通过EEMD对风功率时间序列进行分解,克服了传统分解方法的模态混叠现象;利用涵盖风速、风向、气压与湿度等气象变量数值天气预报特征和测风塔信息与功率输出建立映射关系;通过SSA算法对基于LSTM神经网络构建的预测模型进行超参数优化,显著提升模型的预测精度。经验证,本模型在预测性能上优于其他组合模型,均方根误差提升达到5.81%及7.09%。 展开更多
关键词 风力发电 预测 神经网络 模态分解 参数优化
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浮式风力机纵荡过程气动稳定性分析
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作者 周乐 马璐 +3 位作者 秦明 张险峰 沈昕 杜朝辉 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期60-70,共11页
气动稳定性对于浮式风力机的运行安全具有重要影响,该文采用升力线自由尾迹模型,通过气动功对浮式风力机纵荡过程中翼型及风轮的气动稳定性进行分析。结果表明,浮台的纵荡运动会造成翼型及风轮所受气动力的周期性波动,由此导致的气动阻... 气动稳定性对于浮式风力机的运行安全具有重要影响,该文采用升力线自由尾迹模型,通过气动功对浮式风力机纵荡过程中翼型及风轮的气动稳定性进行分析。结果表明,浮台的纵荡运动会造成翼型及风轮所受气动力的周期性波动,由此导致的气动阻尼会对风力机的气动稳定性产生影响。此外,来流风速也会对风力机的气动阻尼产生影响,当风速较大时叶片中段的翼型会进入深度失速状态,使翼型在一个纵荡周期内的气动功为负。在较宽的纵荡工况和来流风速范围内风轮均受到正气动阻尼作用,但随着纵荡频率和幅值的增加,风轮的气动阻比尼降低;当纵荡工况较为剧烈时,风力机会进入螺旋桨状态,其所受推力的方向会发生改变,增加风轮的气动功;此外在开启控制后,系统的变转速及变桨控制会改变叶片及风轮载荷的绝对值及波动幅值,从而影响风力机的气动功。 展开更多
关键词 浮式风力机 气动稳定性 阻尼 纵荡 气动功
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耦合运动下漂浮式风机气动力特性数值仿真
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作者 司朝善 陈默 +1 位作者 赵战华 匡晓峰 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第25期10691-10700,共10页
为探寻复杂环境和多自由度耦合运动下的漂浮式风机气动载荷特性及影响规律,基于研制的新型6 MW浮式风电机组缩尺模型,采用滑移网格结合重叠网格的方法,开展不同叶尖速比下漂浮式风机气动力特性网格与时间步长收敛性以及湍流模型适用性研... 为探寻复杂环境和多自由度耦合运动下的漂浮式风机气动载荷特性及影响规律,基于研制的新型6 MW浮式风电机组缩尺模型,采用滑移网格结合重叠网格的方法,开展不同叶尖速比下漂浮式风机气动力特性网格与时间步长收敛性以及湍流模型适用性研究,并将数值仿真结果与风洞试验测试结果进行对比,建立漂浮式风机气动力特性高保真数值仿真模拟技术。在此基础上,进一步开展漂浮式风机纵摇、横摇单自由度运动和两自由度耦合运动下的整机气动载荷特性及影响规律研究,揭示运动状态下漂浮式风机气动载荷物理特性,研究结果表明:风机纵摇、横摇两自由度耦合运动状态下,单独减小纵摇周期时,扭矩系数和推力系数最大值增大,且最小值减小,导致双幅值显著增大,而平均值几乎不变。研究结果可为漂浮式风机气动载荷特性仿真预报、气动效能评估以及风电机组风洞试验测试技术完善提供技术支撑。 展开更多
关键词 漂浮式风机 耦合运动 气动力特性 数值模拟
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