本文關(guān)鍵詞：計及載荷優(yōu)化的風(fēng)機爬坡控制研究

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)電爬坡 風(fēng)機 載荷 優(yōu)化 控制 容量可信度

【摘要】：隨著新能源發(fā)電技術(shù)的迅速發(fā)展,并網(wǎng)風(fēng)電的容量不斷增加。風(fēng)速具有波動性和不確定性,因此風(fēng)機出力也呈現(xiàn)出時變特性。當風(fēng)速短時間內(nèi)發(fā)生劇烈變化時,風(fēng)電功率也隨之產(chǎn)生較大波動,有可能造成風(fēng)電爬坡事件。如果系統(tǒng)備用容量不足或爬坡事件發(fā)生前未對風(fēng)電施加相關(guān)控制,爬坡事件發(fā)生時風(fēng)電功率的大范圍變化會對電力系統(tǒng)造成強烈沖擊,嚴重影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。同時,由于外部風(fēng)速的變化,風(fēng)機所處的載荷環(huán)境也更加復(fù)雜,如果風(fēng)機受到的載荷過大,有可能導(dǎo)致葉片損壞、塔架振動,縮短風(fēng)機的使用壽命。為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行,提高風(fēng)電機組的可靠性和經(jīng)濟性,研究風(fēng)機爬坡控制策略和載荷優(yōu)化方案,具有重要的實際意義。本文在動量-葉素理論的基礎(chǔ)上,介紹了風(fēng)機載荷計算中重要參數(shù)軸向誘導(dǎo)因子和周向誘導(dǎo)因子的迭代求解過程,并給出了風(fēng)機氣動載荷、重力載荷和離心力載荷的表達式。通過MATLAB軟件建立了風(fēng)機氣動載荷模型,對風(fēng)機葉片的氣動性能和氣動載荷進行了仿真研究。分析葉片氣動載荷的相關(guān)表達式后,得到了氣動載荷的影響因素為風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)角速度、風(fēng)輪前來流速度和槳距角,通過仿真研究分析了各因素的影響特性。針對低風(fēng)速下風(fēng)機爬坡事件,本文提出了降功率控制的風(fēng)機爬坡控制策略,通過PSO算法求解優(yōu)化模型并驗證了所提控制策略的有效性。針對功率傳統(tǒng)控制方式存在的弊端,采用風(fēng)機轉(zhuǎn)速和槳距角協(xié)同控制策略,優(yōu)化了風(fēng)機載荷。為避免高風(fēng)速下風(fēng)機爬坡事件給系統(tǒng)帶來的負面影響,在盡可能保持風(fēng)機出力的前提下,應(yīng)盡量減小爬坡率。以上述控制思路為基礎(chǔ),建立、簡化并求解了優(yōu)化模型。通過比較優(yōu)化模型中不同權(quán)重系數(shù)的優(yōu)化結(jié)果,從理論和仿真結(jié)果兩個層面分析了權(quán)重系數(shù)的影響效果。風(fēng)電容量可信度的評估結(jié)果可以為風(fēng)電爬坡預(yù)警決策和爬坡控制提供參考和依據(jù)。以蒙特卡洛模擬為基礎(chǔ),給出了電力系統(tǒng)可靠性評估方法。在系統(tǒng)可靠性水平保持不變的前提下,提出了風(fēng)電容量可信度評估方法及指標,主要包括有效負荷承載力、等效固定容量和等效常規(guī)容量。通過MATLAB仿真對比了各方法和指標間的差異,并從理論上進行了分析。論文在風(fēng)機載荷建模、載荷影響因素及影響特性分析、風(fēng)機爬坡控制和載荷優(yōu)化、風(fēng)電容量可信度等方面取得了一定的研究成果,可為風(fēng)電場及場群的爬坡控制、高風(fēng)速下風(fēng)機出力和載荷聯(lián)合優(yōu)化等提供參考。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電爬坡 風(fēng)機 載荷 優(yōu)化 控制 容量可信度
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 研究背景與意義12-13
• 1.2 相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 風(fēng)電機組載荷優(yōu)化13-15
• 1.2.2 風(fēng)電出力爬坡控制15-18
• 1.3 本文研究內(nèi)容18-20
• 第2章 載荷計算基本理論20-30
• 2.1 風(fēng)機載荷分類20
• 2.2 風(fēng)機載荷計算理論20-29
• 2.2.1 動量理論21-25
• 2.2.2 葉素理論25-26
• 2.2.3 動量-葉素理論26-29
• 2.3 小結(jié)29-30
• 第3章 風(fēng)機載荷建模30-42
• 3.1 風(fēng)機載荷計算模型30-31
• 3.1.1 氣動載荷30-31
• 3.1.2 重力載荷31
• 3.1.3 離心力載荷31
• 3.2 氣動載荷模型仿真31-35
• 3.2.1 葉片氣動性能仿真31-33
• 3.2.2 氣動載荷仿真33-35
• 3.3 氣動載荷影響因素35-41
• 3.3.1 風(fēng)速影響特性36-37
• 3.3.2 槳距角影響特性37-38
• 3.3.3 轉(zhuǎn)速影響特性38-41
• 3.4 小結(jié)41-42
• 第4章 風(fēng)機爬坡控制和載荷優(yōu)化42-56
• 4.1 低風(fēng)速下風(fēng)機爬坡控制和載荷優(yōu)化方案42-49
• 4.1.1 風(fēng)機爬坡控制42-46
• 4.1.2 風(fēng)機載荷優(yōu)化46-49
• 4.2 高風(fēng)速下風(fēng)機爬坡控制49-53
• 4.3 風(fēng)機爬坡功率和載荷聯(lián)合優(yōu)化53-54
• 4.4 小結(jié)54-56
• 第5章 風(fēng)電爬坡與風(fēng)電容量可信度56-63
• 5.1 電力系統(tǒng)可靠性評估方法56-57
• 5.2 風(fēng)電容量可信度評估57-61
• 5.2.1 風(fēng)電容量可信度評估方法及指標57-59
• 5.2.2 仿真研究59-61
• 5.3 考慮風(fēng)電爬坡的容量可信度61-62
• 5.4 小結(jié)62-63
• 第6章 總結(jié)與展望63-66
• 6.1 總結(jié)63-64
• 6.2 展望64-66
• 附錄66-68
• 參考文獻68-71
• 致謝71-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間的成果72-73
• 附件73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 張利彪,周春光,馬銘,劉小華;基于粒子群算法求解多目標優(yōu)化問題[J];計算機研究與發(fā)展;2004年07期

2 羅春松;張英杰;王錦錕;;改進粒子群算法整定PID參數(shù)研究[J];計算機工程與應(yīng)用;2009年17期

3 趙峰;段巍;;基于葉素-動量理論及有限元方法的風(fēng)力機葉片載荷分析和強度計算[J];機械設(shè)計與制造;2010年08期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 何偉;湍流風(fēng)場模擬與風(fēng)力發(fā)電機組載荷特性研究[D];華北電力大學(xué);2013年

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本文編號：590370