The characteristics of induction generator based fixed-speed wind turbines(FSWT)are investigated.The impacts of different execution time in protective operations are studied under different fault duration and various ...The characteristics of induction generator based fixed-speed wind turbines(FSWT)are investigated.The impacts of different execution time in protective operations are studied under different fault duration and various wind velocity situations,e.g.,FSWT stabilities of load shedding in distribution systems.Based on this research,a dynamic protective control strategy for a distributed generation system(DGS)with FSWT is proposed.Finally,simulation results demonstrate the effectiveness of the strategy.展开更多
为研究不同容量风力机尾流的相互作用情况,该文通过致动线模型(actuator line model,ALM)耦合大涡模拟(large eddy simulation,LES)的方法对串列布置两台容量不一的水平轴风力机在不同流向间距下的尾流场进行数值模拟,分析尾流场速度分...为研究不同容量风力机尾流的相互作用情况,该文通过致动线模型(actuator line model,ALM)耦合大涡模拟(large eddy simulation,LES)的方法对串列布置两台容量不一的水平轴风力机在不同流向间距下的尾流场进行数值模拟,分析尾流场速度分布、涡量分布、频谱特性以及尾涡演变情况。结果表明,随着下游风力机的容量和几何尺寸的增加,尾流区速度波动越大,上下游风力机尾流掺混强度增强,掺混后的涡结构向上偏转程度加剧,使垂向尾流发展更加均匀,湍动能也较大;随着流向间距的增加,下游风力机的尾流受上游风力机轮毂中心涡的卷吸作用减弱,受下叶尖涡和塔筒脱落涡的裹挟输运作用增加。总体来讲,大小容量不同的风力机的尾流掺混能在一定程度上加速尾流的恢复,但是需要一定的发展空间来使其克服下游风力机产生的进一步速度亏损的影响,该文中的发展空间为6~8D。展开更多
虚拟电厂(virtual power plant,VPP)通过先进的控制技术高效聚合容量小、数量多的分布式能源(distributed energy resource,DER)参与电力市场交易。随着DER数量的增加,其出力的波动性以及聚合后的收益问题需要解决。基于此,提出一种在...虚拟电厂(virtual power plant,VPP)通过先进的控制技术高效聚合容量小、数量多的分布式能源(distributed energy resource,DER)参与电力市场交易。随着DER数量的增加,其出力的波动性以及聚合后的收益问题需要解决。基于此,提出一种在日前电力市场下,多类型DER聚合于VPP的协同博弈调度模型。首先,提出多类型DER聚合于VPP的运营框架。其次,由于风光出力的不确定性严重影响系统的运行,建立基于变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)和改进的双向多门控长短期记忆(bidirectional multi gated long short-term memory,Bi-MGLSTM)网络的组合预测模型。然后,同类型DER形成联盟,并以售电收益最大化为目标,构建VPP多联盟的合作博弈调度模型,为实现联盟及成员间收益分配的公平性,设计多因素改进shapley值法和基于奇偶循环核仁法的两阶段细化收益分配方案。最后,算例结果表明,所提方法能有效提高风光功率的预测精度,实现VPP内联盟间合作互补运行,保证了多个主体间收益分配的公平性与合理性。展开更多
随着国家“双碳”目标的持续推进,风力发电装机占比持续增高,强随机波动的大规模风电出力给电力系统的“保消纳、保供电”带来严峻挑战,高精度的风电功率预测是解决上述挑战的重要基础手段,风电场和电网调度中心均将持续提升风电功率预...随着国家“双碳”目标的持续推进,风力发电装机占比持续增高,强随机波动的大规模风电出力给电力系统的“保消纳、保供电”带来严峻挑战,高精度的风电功率预测是解决上述挑战的重要基础手段,风电场和电网调度中心均将持续提升风电功率预测精度视为长期重点工作。为此,提出一种基于短期风电功率预测误差分布特性统计与波动特性分析的风电功率预测修正方法。首先,考虑误差时序-条件特点对误差进行基于改进非参数核密度估计法(kernel density estimation,KDE)的误差概率密度分布特性分析,得出不同置信水平下的风电功率预测置信区间,以实现预测误差的分层划分。其次,采用变分模态分解算法(variational mode decomposition,VMD)将风电功率预测误差序列分解为趋势分量和随机分量,针对2类误差分量特点展开分类预测,并对最终所得误差结果进行波动性分析。最后,结合误差分层划分结果与误差波动特性分析进行综合判断,提出针对各类情况的误差补偿方案,从而获得修正后的短期风电功率预测值。实际算例表明,所提误差补偿方法可将风电功率月均方根误差较补偿前减少2.6个百分点,平均绝对误差较补偿前减少2.4个百分点,该方法能够有效减小风电功率预测误差,提升短期风电功率预测精度。展开更多
基频调制主动换相型电流源换流器(fundamental frequency modulation-based current source converter,FFM-CSC)无需子模块电容,且不需要大量无功补偿装置和滤波器组,有望成为远海风电直流送出的更优选择。然而现有FFM-CSC远海风电送出...基频调制主动换相型电流源换流器(fundamental frequency modulation-based current source converter,FFM-CSC)无需子模块电容,且不需要大量无功补偿装置和滤波器组,有望成为远海风电直流送出的更优选择。然而现有FFM-CSC远海风电送出方案存在以下不足:1)海上汇集频率为工频,轻型化效果有限;2)集中送出时,一旦海上汇集系统发生故障,交流电压无法建立;3)电流源换流器(current source converter,CSC)与风电机组协同控制交流电压需要大量通信。对此,提出一种基于FFM-CSC的中频分布式远海风电直流输电系统,介绍其拓扑结构和数学模型;接着,提出了无需通信的海上CSC与风电场群协调控制交流电压策略;同时,针对风电场群风速不同造成的直流过电压问题提出双端直流电压协同控制;针对海上汇集系统故障提出一种双端CSC协同旁通与风机耗能装置相配合的故障穿越策略;最后,在PSCAD中对方案进行仿真验证,结果验证了基于FFM-CSC的中频分布式远海风电直流输电系统及其控制策略的有效性。展开更多
The probability distributions of wind speeds and the availability of wind turbines were investigated by considering the vertical wind shear. Based on the wind speed data at the standard height observed at a wind farm,...The probability distributions of wind speeds and the availability of wind turbines were investigated by considering the vertical wind shear. Based on the wind speed data at the standard height observed at a wind farm, the power-law process was used to simulate the wind speeds at a hub height of 60 m. The Weibull and Rayleigh distributions were chosen to express the wind speeds at two different heights. The parameters in the model were estimated via the least square(LS) method and the maximum likelihood estimation(MLE) method, respectively. An adjusted MLE approach was also presented for parameter estimation. The main indices of wind energy characteristics were calculated based on observational wind speed data. A case study based on the data of Hexi area, Gansu Province of China was given. The results show that MLE method generally outperforms LS method for parameter estimation, and Weibull distribution is more appropriate to describe the wind speed at the hub height.展开更多
基金supported by the Danish Academy of Wind Energy(DAWE)
文摘The characteristics of induction generator based fixed-speed wind turbines(FSWT)are investigated.The impacts of different execution time in protective operations are studied under different fault duration and various wind velocity situations,e.g.,FSWT stabilities of load shedding in distribution systems.Based on this research,a dynamic protective control strategy for a distributed generation system(DGS)with FSWT is proposed.Finally,simulation results demonstrate the effectiveness of the strategy.
文摘为研究不同容量风力机尾流的相互作用情况,该文通过致动线模型(actuator line model,ALM)耦合大涡模拟(large eddy simulation,LES)的方法对串列布置两台容量不一的水平轴风力机在不同流向间距下的尾流场进行数值模拟,分析尾流场速度分布、涡量分布、频谱特性以及尾涡演变情况。结果表明,随着下游风力机的容量和几何尺寸的增加,尾流区速度波动越大,上下游风力机尾流掺混强度增强,掺混后的涡结构向上偏转程度加剧,使垂向尾流发展更加均匀,湍动能也较大;随着流向间距的增加,下游风力机的尾流受上游风力机轮毂中心涡的卷吸作用减弱,受下叶尖涡和塔筒脱落涡的裹挟输运作用增加。总体来讲,大小容量不同的风力机的尾流掺混能在一定程度上加速尾流的恢复,但是需要一定的发展空间来使其克服下游风力机产生的进一步速度亏损的影响,该文中的发展空间为6~8D。
文摘虚拟电厂(virtual power plant,VPP)通过先进的控制技术高效聚合容量小、数量多的分布式能源(distributed energy resource,DER)参与电力市场交易。随着DER数量的增加,其出力的波动性以及聚合后的收益问题需要解决。基于此,提出一种在日前电力市场下,多类型DER聚合于VPP的协同博弈调度模型。首先,提出多类型DER聚合于VPP的运营框架。其次,由于风光出力的不确定性严重影响系统的运行,建立基于变分模态分解(variational modal decomposition,VMD)和改进的双向多门控长短期记忆(bidirectional multi gated long short-term memory,Bi-MGLSTM)网络的组合预测模型。然后,同类型DER形成联盟,并以售电收益最大化为目标,构建VPP多联盟的合作博弈调度模型,为实现联盟及成员间收益分配的公平性,设计多因素改进shapley值法和基于奇偶循环核仁法的两阶段细化收益分配方案。最后,算例结果表明,所提方法能有效提高风光功率的预测精度,实现VPP内联盟间合作互补运行,保证了多个主体间收益分配的公平性与合理性。
文摘随着国家“双碳”目标的持续推进,风力发电装机占比持续增高,强随机波动的大规模风电出力给电力系统的“保消纳、保供电”带来严峻挑战,高精度的风电功率预测是解决上述挑战的重要基础手段,风电场和电网调度中心均将持续提升风电功率预测精度视为长期重点工作。为此,提出一种基于短期风电功率预测误差分布特性统计与波动特性分析的风电功率预测修正方法。首先,考虑误差时序-条件特点对误差进行基于改进非参数核密度估计法(kernel density estimation,KDE)的误差概率密度分布特性分析,得出不同置信水平下的风电功率预测置信区间,以实现预测误差的分层划分。其次,采用变分模态分解算法(variational mode decomposition,VMD)将风电功率预测误差序列分解为趋势分量和随机分量,针对2类误差分量特点展开分类预测,并对最终所得误差结果进行波动性分析。最后,结合误差分层划分结果与误差波动特性分析进行综合判断,提出针对各类情况的误差补偿方案,从而获得修正后的短期风电功率预测值。实际算例表明,所提误差补偿方法可将风电功率月均方根误差较补偿前减少2.6个百分点,平均绝对误差较补偿前减少2.4个百分点,该方法能够有效减小风电功率预测误差,提升短期风电功率预测精度。
文摘基频调制主动换相型电流源换流器(fundamental frequency modulation-based current source converter,FFM-CSC)无需子模块电容,且不需要大量无功补偿装置和滤波器组,有望成为远海风电直流送出的更优选择。然而现有FFM-CSC远海风电送出方案存在以下不足:1)海上汇集频率为工频,轻型化效果有限;2)集中送出时,一旦海上汇集系统发生故障,交流电压无法建立;3)电流源换流器(current source converter,CSC)与风电机组协同控制交流电压需要大量通信。对此,提出一种基于FFM-CSC的中频分布式远海风电直流输电系统,介绍其拓扑结构和数学模型;接着,提出了无需通信的海上CSC与风电场群协调控制交流电压策略;同时,针对风电场群风速不同造成的直流过电压问题提出双端直流电压协同控制;针对海上汇集系统故障提出一种双端CSC协同旁通与风机耗能装置相配合的故障穿越策略;最后,在PSCAD中对方案进行仿真验证,结果验证了基于FFM-CSC的中频分布式远海风电直流输电系统及其控制策略的有效性。
基金Project(51165019)supported by the National Natural Science Foundation of ChinaProject(1308RJYA018)supported by Gansu Provincial Natural Science Fund,ChinaProject(2013-4-110)supported by Lanzhou Technology Development Program,China
文摘The probability distributions of wind speeds and the availability of wind turbines were investigated by considering the vertical wind shear. Based on the wind speed data at the standard height observed at a wind farm, the power-law process was used to simulate the wind speeds at a hub height of 60 m. The Weibull and Rayleigh distributions were chosen to express the wind speeds at two different heights. The parameters in the model were estimated via the least square(LS) method and the maximum likelihood estimation(MLE) method, respectively. An adjusted MLE approach was also presented for parameter estimation. The main indices of wind energy characteristics were calculated based on observational wind speed data. A case study based on the data of Hexi area, Gansu Province of China was given. The results show that MLE method generally outperforms LS method for parameter estimation, and Weibull distribution is more appropriate to describe the wind speed at the hub height.
