基于样本卷积交互网络的风电场集群短期功率预测

1

作者 朱国鹏 向玲 +3 位作者 范文振 吴俊 李跃文 胡爱军 《太阳能学报》 北大核心 2025年第1期158-167,共10页

为保障风电集群安全运行和优化区域电网调度,提出一种基于样本卷积交互网络(SCINet)的风电场集群短期功率预测方法。首先引入能量熵(EE)、变分模态分解(VMD)方法对功率序列进行处理,然后对平稳序列和非平稳序列分别使用SCINet、自回归... 为保障风电集群安全运行和优化区域电网调度,提出一种基于样本卷积交互网络(SCINet)的风电场集群短期功率预测方法。首先引入能量熵(EE)、变分模态分解(VMD)方法对功率序列进行处理,然后对平稳序列和非平稳序列分别使用SCINet、自回归滑动平均模型(ARMA)进行预测,最后将模型输出结果重构获得最终功率预测结果。算例1以中国东北某150MW大型风电场实测数据为例进行模型构建和预测分析,结果表明模型在功率序列特征挖掘方面具有明显优势,且预测精度较高。算例2以西北某298.5 MW风电场集群功率数据对所提方法进行验证,验证结果显示,该方法泛化性好,与目前风电场集群功率预测常用方法相比性能更好、计算效率更高,可为风电场集群功率预测提供参考。 展开更多

关键词 风功率 预测 风电场 信号处理 变分模态分解 卷积

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电网故障下永磁直驱风电机组并网电流的自抗扰控制 被引量：2

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作者 王晗 王富文 +3 位作者 周党生 施刚 张建文 蔡旭 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1968-1976,共9页

电网并网导则要求风电机组在电网故障时具备快速无功支撑能力,采用传统比例积分控制器控制的直驱风力机在应对电网阻抗变化和模型严重扰动时存在暂态响应速度慢、适应性差的问题.针对该问题,提出一种改进的线性自抗扰控制器与最小方差... 电网并网导则要求风电机组在电网故障时具备快速无功支撑能力,采用传统比例积分控制器控制的直驱风力机在应对电网阻抗变化和模型严重扰动时存在暂态响应速度慢、适应性差的问题.针对该问题,提出一种改进的线性自抗扰控制器与最小方差滤波器相结合的无功支撑控制策略.采用最小方差滤波器快速精准检测含背景谐波的故障电网电压幅值,可有效减小故障检测延时;利用线性自抗扰控制器有效提升机组暂态无功响应速度及其在电网阻抗扰动下的控制适应性和鲁棒性.搭建基于PSCAD/EMTDC软件的直驱风力机仿真模型,考虑弱电网和电网含背景谐波两种场景,对提出控制策略的暂态支撑有效性进行了仿真验证. 展开更多

关键词 直驱风电机组 电网故障 自抗扰控制 最小方差滤波器

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基于图像语义分割与结构保持约束的风机叶片拼接技术 被引量：2

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作者 许恒雷 陈帅旗 +1 位作者 宋勋 朱洺洁 《现代防御技术》 北大核心 2024年第4期123-129,共7页

以无人机对风机叶片的巡检拍摄为应用背景,开展了风机叶片图像的拼接方法研究,提出了一种先进行背景分割然后进行图像网格化拼接的处理方法。通过深度学习U-Net算法,进行图像中风机主体部分的提取,该处理能够有效处理多视角大视差、目... 以无人机对风机叶片的巡检拍摄为应用背景,开展了风机叶片图像的拼接方法研究,提出了一种先进行背景分割然后进行图像网格化拼接的处理方法。通过深度学习U-Net算法,进行图像中风机主体部分的提取,该处理能够有效处理多视角大视差、目标背景特征点分布不均导致的风机叶片拼接困难的问题;在图像网格优化的过程中,基于保护风叶全局线性度的策略设计能量函数,优化得到的网格顶点对风机边缘的直线特征进行了有效保护。实现了多幅风机叶片的自然拼接,拼接得到的图像视觉效果畸变小、连续真实。 展开更多

关键词 图像语义分割 as-projective-as-possible(APAP) 网格化图像拼接 直线结构保持 深度学习 特征提取

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风电机组偏航静态偏差对发电性能的影响及优化方法 被引量：7

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作者 杨伟新 宋鹏 +3 位作者 陈雷 郭鹏 崔阳 李肖刚 《可再生能源》 CAS 北大核心 2020年第5期680-684,共5页

风电机组的偏航误差主要由偏航控制性能误差和偏航静态偏差决定。文章分析了风电机组偏航静态偏差产生因素及对发电性能的影响,提出了应用机舱式激光雷达测风仪开展实测的偏航静态偏差优化方法,建立了基于偏航扇区划分和风速区段划分的... 风电机组的偏航误差主要由偏航控制性能误差和偏航静态偏差决定。文章分析了风电机组偏航静态偏差产生因素及对发电性能的影响,提出了应用机舱式激光雷达测风仪开展实测的偏航静态偏差优化方法,建立了基于偏航扇区划分和风速区段划分的优化模型。通过实例分析可知,偏航静态偏差在低风速段和高风速段对风电机组发电性能影响的敏感度较低,中风速段敏感度最高。文章所提方法可明显减小偏航静态偏差,提高发电机组的发电性能。 展开更多

关键词 偏航静态偏差 偏航控制性能误差 风电机组 偏航系统 偏航误差

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适用于海上风电并网的多端柔性直流系统自适应下垂控制研究 被引量：46

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作者 徐进 金逸 +4 位作者 胡从川 张广洲 刘飞 王龙 陈霞 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2018年第4期78-85,共8页

多端柔性直流输电技术适用于大规模海上风电场并网,维持直流电压稳定是多端柔性直流输电系统协调控制的主要任务。传统下垂控制采用固定下垂系数,在复杂工况下灵活性较差,为此提出一种自适应下垂控制策略。通过检测换流站的直流电压偏... 多端柔性直流输电技术适用于大规模海上风电场并网,维持直流电压稳定是多端柔性直流输电系统协调控制的主要任务。传统下垂控制采用固定下垂系数,在复杂工况下灵活性较差,为此提出一种自适应下垂控制策略。通过检测换流站的直流电压偏差和功率裕度,采用模糊逻辑推理调整下垂系数。基于PSCAD/EMTDC仿真研究表明:所提自适应下垂控制策略,在换流站功率裕度允许范围内,能够减小传输功率变化造成的直流电压偏差,提高系统运行特性。 展开更多

关键词 多端柔性直流输电 海上风电场 自适应下垂控制 直流电压偏差 功率裕度 模糊逻辑

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基于改进MFO优化Attention-LSTM的超短期风电功率预测

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作者 宋立业 鞠亚东 张鑫 《电气工程学报》 CSCD 2023年第3期358-368,共11页

针对风电功率的不确定性问题,提出一种基于改进飞蛾扑火算法(Moth-flame optimization,MFO)优化注意力机制长短时神经网络(Attention long short-term memory,Attention-LSTM)的风电功率超短期预测方法。首先利用自适应噪声完全集合经... 针对风电功率的不确定性问题,提出一种基于改进飞蛾扑火算法(Moth-flame optimization,MFO)优化注意力机制长短时神经网络(Attention long short-term memory,Attention-LSTM)的风电功率超短期预测方法。首先利用自适应噪声完全集合经验模态分解(Complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise analysis,CEEMDAN)将原始功率数据分解为多个模态分量(Intrinsic mode functions,IMF),以消除不同分量间的影响,再计算各个分量的样本熵,将样本熵近似的值合并,以降低运算规模;然后,通过引入Chebyshev混沌映射、柯西变异、基于Sigmoid函数的惯性权值来对传统的飞蛾扑火算法进行改进,并将改进的飞蛾扑火算法与传统MFO、粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)进行比较,证明其寻优能力有了很大提升;最后,将Attention机制用于计算LSTM神经网络隐层状态的不同权重,利用改进飞蛾扑火优化算法优化Attention-LSTM的超参数,分别对合并后的IMF分量进行建模,将各分量模型叠加得到最终功率预测曲线。对锦州某风电场的功率实测数据进行仿真分析,结果表明,所提模型具有较高的预测精度,对实际工程具有一定的借鉴意义。 展开更多

关键词 风电功率 Attention机制 混沌映射 柯西变异 改进MFO算法 LSTM

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风电机组状态检测技术研究现状及发展趋势 被引量：21

7

作者 丁显 徐进 +1 位作者 滕伟 柳亦兵 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第10期1551-1557,共7页

状态检测技术是风电机组故障诊断与运营维护最为重要的技术手段。对风电机组进行状态检测能够掌握机组的健康状态及发电性能,以便及时制定维护维修策略和采取提升发电性能的技改措施、减少机组停机时间、避免重大故障发生、节省维修成... 状态检测技术是风电机组故障诊断与运营维护最为重要的技术手段。对风电机组进行状态检测能够掌握机组的健康状态及发电性能,以便及时制定维护维修策略和采取提升发电性能的技改措施、减少机组停机时间、避免重大故障发生、节省维修成本、提高机组发电能力。因此,在风电机组状态评价和维护维修中,针对状态检测技术进行了大量的研究和应用。文章从风电机组状态检测特点、机组类型和故障特点3方面进行归纳总结;从风电机组健康状态检测和性能状态检测两方面,综述了近年风电机组状态检测的研究现状和重要的研究成果;探讨了目前风电机组状态检测面临的问题,从状态检测设备和软件集成化、状态检测智能化和标准化等方面解决所面临的问题。文章指出,故障机理分析、多状态检测融合技术和统一平台的综合健康检测评估系统是风电机组状态检测发展的新趋势。 展开更多

关键词 状态检测 故障诊断 数据融合 故障预警 综合评价

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基于RF和ANFIS算法的直驱风电机组故障预警 被引量：6

8

作者 丁显 徐进 +1 位作者 滕伟 柳亦兵 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第1期209-214,共6页

针对风电机组运行工况复杂和单一状态参数不能较好实现故障早期预警的特点,提出随机森林算法(RF)和自适应模糊神经网络算法(ANFIS)相结合的故障预警方法。该方法充分考虑机组运行数据高维非线性特点,应用随机森林算法,建立有功功率与运... 针对风电机组运行工况复杂和单一状态参数不能较好实现故障早期预警的特点,提出随机森林算法(RF)和自适应模糊神经网络算法(ANFIS)相结合的故障预警方法。该方法充分考虑机组运行数据高维非线性特点,应用随机森林算法,建立有功功率与运行参数的数据驱动模型,计算各运行参数影响有功功率的相关度;构建自适应网络模糊推理系统模型,以训练误差最大值作为故障预警阈值,实时监测发电机运行状态。将该方法应用于某1.5 MW直驱机组发电机故障预警分析,结果表明,该方法能够提前预警发电机健康状态,避免严重事故发生,对风电场开展预防性维护、维修具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 振动与波 直驱风电机组发电机 故障预警 随机森林算法 自适应模糊神经网络算法 阈值

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大型风电机组气动计算相似模型构建 被引量：1

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作者 王富文 熊伟 +3 位作者 邓燕飞 刘卫东 张明明 马剑龙 《新能源进展》 CSCD 2023年第6期572-576,共5页

受早期新能源产业技术发展制约,许多处于运营期后期的风电机组的各个部件出现不同程度的老化情况,运行状况呈现逐年下降趋势。此时需要对风电机组进行建模计算以进一步对其各部件进行分析。对风机进行建立模型时,通常会遇到机组设计参... 受早期新能源产业技术发展制约,许多处于运营期后期的风电机组的各个部件出现不同程度的老化情况,运行状况呈现逐年下降趋势。此时需要对风电机组进行建模计算以进一步对其各部件进行分析。对风机进行建立模型时,通常会遇到机组设计参数缺失的现象,尤其是风电叶片的气动外形部分。通过相似参考参数将风电机组气动性能与叶片气动布局相关联,构建一种大型风电机组叶片气动计算相似模型。与目标机组模型各项气动参数对比发现,构建的相似机组模型在风能利用系数、气动转矩、气动功率方面很好地反映了目标机组性能。 展开更多

关键词 大型风电机组 风电叶片 气动特性 气动布局 相似模型

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大规模海上风电柔性直流输电技术应用现状和展望 被引量：137

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作者 刘卫东 李奇南 +3 位作者 王轩 张帆 李兰芳 燕翚 《中国电力》 CSCD 北大核心 2020年第7期55-71,共17页

海上风电具有风力资源稳定性强、年利用小时数高等特点,随着海上风电机组大型化、投资规模扩大以及建设成本下降,基于柔性直流输电技术的大规模海上风电送出已成为海上风电发展和研究的热点方向。结合国内外典型海上风电柔性直流输电工... 海上风电具有风力资源稳定性强、年利用小时数高等特点,随着海上风电机组大型化、投资规模扩大以及建设成本下降,基于柔性直流输电技术的大规模海上风电送出已成为海上风电发展和研究的热点方向。结合国内外典型海上风电柔性直流输电工程,对换流阀、联接变压器、耗能装置、高压直流断路器、海底直流电缆关键电气设备应用现状等进行分析和总结,介绍控制系统构、硬件组成和控制算法研究现状。考虑到海上平台所处的盐雾腐蚀环境,介绍了联接变压器、换流阀的防腐设计和海水冷却系统设计。分析、总结了大规模海上风电的并网技术方案的研究现状,对海上换流站、海上风电场的发展趋势进行展望。 展开更多

关键词 海上风电 柔性直流输电 防腐蚀设计 海水冷却 并网 应用现状 展望

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考虑风电时序特性的深度小波-时序卷积网络超短期风功率预测 被引量：28

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作者 陈海鹏 李赫 +3 位作者 阚天洋 赵畅 张忠 于海薇 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第4期1653-1662,共10页

超短期风电功率预测对于电力系统生产调度计划的制定具有重要意义,风电出力具有较强的随机性、波动性、不可控性。风电不确定性对风电时序关系的影响,给风电功率预测精度提出了挑战。针对上述问题,提出了基于离散小波变换(discrete wave... 超短期风电功率预测对于电力系统生产调度计划的制定具有重要意义,风电出力具有较强的随机性、波动性、不可控性。风电不确定性对风电时序关系的影响,给风电功率预测精度提出了挑战。针对上述问题,提出了基于离散小波变换(discrete wavelet transformation,DWT)、双深度Q网络(doubledepth Qnetwork,DDQN)、时序卷积网络(temporal convolutionalnetwork,TCN)和注意力机制(Attention)的DWT-DDQN-TCN-Attention(DWT-DTCNA)超短期风功率预测方法。首先,利用DWT将风电数据序列分解为不同频率的风电数据集,对不同频率的风电数据集做自相关函数分析,提取高自相关性的风功率训练子集作为预测模型的输入。其次,根据DWT分解后得到的不同频率风功率数据集分别训练相应的TCNA的风电超短期预测模型,深度挖掘风电功率时序关系,获得精度更高、更稳定的预测结果。为减少深度学习模型的参数对预测精度的影响,采用DDQN算法优化预测模型的参数。最后,利用DWT将不同频率超短期风功率预测结果进行重构,获得了预测日的风电功率序列。以西北部某风电场实测数据为例进行仿真分析,结果表明所提方法能够充分提取风电功率序列的时序特征,优化模型内部参数,有效提高了超短期风电功率预测精度。 展开更多

关键词 离散小波变换 时序卷积网络 深度强化学习 超短期预测 注意力机制

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基于深度学习的直驱风电机组故障辨识 被引量：11

12

作者 丁显 韩宁宁 滕伟 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第10期1535-1540,共6页

对直驱风电机组进行故障预测预警能够大幅提高运维效率,利用深度学习进行SCADA数据建模为风电机组早期故障预警提供依据。采用随机森林方法筛选SCADA中与目标参量关联度较大的监测参量,用以构建深度神经网络数据驱动模型;以机组健康时的... 对直驱风电机组进行故障预测预警能够大幅提高运维效率,利用深度学习进行SCADA数据建模为风电机组早期故障预警提供依据。采用随机森林方法筛选SCADA中与目标参量关联度较大的监测参量,用以构建深度神经网络数据驱动模型;以机组健康时的SCADA构建训练模型,统计分析其误差,确定故障预警阈值;分析在线测试数据集在健康模型中的误差变化规律,给出故障预警。文章提出的方法成功应用于1.5 MW直驱风电机组的早期故障辨识,对于风电场合理调配人员物资,优化运维策略具有重要意义。 展开更多

关键词 直驱风电机组 数据模型 随机森林 深度神经网络 故障辨识

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风机轮毂内配电柜支架焊缝处裂纹成因及处理方法 被引量：1

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作者 刘志伟 张强 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2018年第19期249-251,254,共4页

针对鲁能小草湖风电场风机轮毂内配电柜支架焊缝处出现裂纹的问题,进行了配电柜支架材料的成分分析、加强板焊接分析、支架焊接工艺分析等,综合判断了配电柜支架裂纹产生的原因,并提出消除配电柜支架裂纹的措施,包括焊前预热和焊后热处... 针对鲁能小草湖风电场风机轮毂内配电柜支架焊缝处出现裂纹的问题,进行了配电柜支架材料的成分分析、加强板焊接分析、支架焊接工艺分析等,综合判断了配电柜支架裂纹产生的原因,并提出消除配电柜支架裂纹的措施,包括焊前预热和焊后热处理,支架焊缝形式由对接变为角接,加强方式由加强板变为加强筋,采用CO2气体保护焊等。通过对配电柜新支架焊缝进行探伤,未发现裂纹,证明新工艺有效避免了裂纹的产生。 展开更多

关键词 配电柜支架 焊缝裂纹 碳当量

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近壁面网格尺寸对风力机翼型数值计算结果影响研究 被引量：3

14

作者 赵安安 李有恒 《绿色科技》 2020年第6期258-260,共3页

采用3种不同的网格划分策略,在雷诺数Re=3.0×106的条件下,基于雷诺时均方法对NACA4415翼型进行了数值分析,研究了不同攻角下采用k-ωSST(Shear Stress Transport)湍流模型时近壁面网格尺寸对翼型气动性能的影响,并将数值计算结果... 采用3种不同的网格划分策略,在雷诺数Re=3.0×106的条件下,基于雷诺时均方法对NACA4415翼型进行了数值分析,研究了不同攻角下采用k-ωSST(Shear Stress Transport)湍流模型时近壁面网格尺寸对翼型气动性能的影响,并将数值计算结果与实验结果进行了比较。研究表明:翼型近壁面网格的y+值和网格纵横比对翼型升阻力系数和表面压力分布有较大影响,且大攻角下,网格纵横比的影响更加明显。 展开更多

关键词 风力机 翼型 网格尺寸 数值计算

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