海上风电场发电量折减系数设计后评价分析

在收集项目可研、初步设计和施工图设计方案、目标及依据的基础上,结合江苏某地海上风电场示范项目现场运行实际情况,针对海上风电场发电量折减系数,对比分析风电机组实际运行与设计方案存在的偏差以及原因,给出设计后的评估分析和优化方案。分析结果表明,风电机组功率曲线折减修正、风电机组可利用率折减修正、叶片污染折减修正、控制和湍流折减修正、气候影响停机折减修正、运行维护不可到达折减修正、风资源不确定性折减修正、厂用电折减修正均可进一步优化。     

天津滨海风能资源特征分析

利用2020年6月—2021年6月持续1年的声学雷达测风数据分析了天津滨海测站上空近地层的风能资源特征。结果表明，天津滨海附近海域近地风速、风向表现出较显著的季节变化特征，观测期间110 m高度平均风速为(5.73±2.42) m/s，平均风功率密度为(182.37±249.60) W/m²；有3个主风向，NNW方向、WSW方向和E方向；1个主风能方向，NNW方向。测站近地层风向较分散，风能方向相对集中，风能资源能级综合评级为1级。此外，结果表明：CCMP风场数据在天津滨海附近准确性较高，可作为风能资源评估的可靠参考资料。文章研究结果可为天津滨海附近油田的风能资源评估研究和风电工程开发提供基础科学依据。     

关键环境因素对风电机组输出功率的影响

为研究湍流强度、空气密度和风切变等3种关键环境因素对风电机组输出功率的影响,建立了分仓理论模型。以2.5MW风电机组为研究对象,对3种环境因素进行解耦分仓。采用仿真的方法研究分仓映射下机组的功率特性,并以分仓数据库为基准,得到机组的功率数据库,通过程序插值的方式得到预测功率值,结果表明：当湍流强度小于10%时,对机组的输出功率影响较小;湍流强度越大,在切入风速附近时机组的输出功率增幅更明显,但在额定风速附近时输出功率会减小;风切变变化时会直接影响风动能通量和机组的风能利用率;机组输出功率随空气密度的增大而变大,可将实际空气密度以标准空气密度为基准折合到风速中计算功率值;功率数据库具有较好的普适性,能较精确的预测实际功率值,结合风电机组的实测运行功率数据,有助于及时判断风电机组是否正常运行。     

7级风速下港口2750 t/h卸船机工作状态抗风性能评估

为提升港口企业大型起重机械抗风性能,采用数值模拟计算的方式,选取2 750 t/h卸船机为研究对象,依据标准确定评估防风性能方法,计算2 750 t/h卸船机的倾覆边1(海侧轨道)、倾覆边2(最左侧2个车轮与轨道接触点连线)产生的力矩,计算2 750 t/h卸船机防滑移稳定性相关的作用力。评估结果显示:在承受3 s瞬时风速为23.7 m/s的风作用下或10 min平均风速为13.9～17.1 m/s的风作用下,卸船机在工作状态时满足防风防滑移防倾覆要求。     

基于场级控制平台的故障穿越技术

在风电场中,机舱尾部的风速、风向仪一旦发生故障,风电机组将无法获取风速、风向数据,为保障机组安全,故障机组进入停机状态。如风场无危险风况,机组进入停机状态将带来功率的损失。文章基于场级控制平台提出故障穿越技术,出现故障机组后,场控平台会检测与其邻近两台机组的状态、风速和风向条件。若条件满足,用邻近2台机组的风速、风向数据计算对应的均值,其结果下发到故障机组,实现故障穿越,减少停机时间。     

一种适用于虚拟惯量优化控制研究的风电场等值建模方法

大型风电场的建模分析是研究风电参与电力系统频率调控的前提。风电场内机组众多且运行方式各异,根据风电机组的整体结构及虚拟惯量控制策略的基本原理,在直驱式风电机组单机详细模型的基础上进行简化,然后按典型风速将风电场内全部机组分为三群,同群机组采用聚合方法得到等值机组,从而形成最终的风电场多机并网等值模型。考虑风速扰动和负荷扰动两种情况,通过Matlab/Simulink软件对比校验所建模型,仿真结果显示了该建模方法的有效性。     

基于机舱式多普勒脉冲激光雷达测风的风速重构技术

近年来,激光雷达测风已经成为一种可靠的风速测量技术,为了在风电机组控制和监测中准确高效的使用激光雷达测风数据,需要对激光雷达测风数据进行高效、快速、准确的实时处理。目前机舱式激光雷达测风面临如下问题：激光雷达在受到来流风时会跟随机舱振动,导致实测数据波动进而对风速重构算法产生影响;激光雷达会受到风电机组叶片遮挡,导致实测数据缺失或出现无效数据。本文通过合理配置激光雷达参数,以雷达测风数据作为研究对象,对测风数据进行数值修正,消除机舱振动带来的误差,开发出一套先进先出嵌套循环判断填充算法解决叶片遮挡问题,建立线性剪切风场模型,基于递推最小二乘法求解风场特征参数,最后通过泰勒冻结湍流假说计算风轮面转子有效风速,与机舱内控制参数反演出的转子有效风速进行对比,得出两组数据相关性在0.9374,两组数据差值的标准差为0.3429,结果证明在实际应用中,使用该配置参数的激光雷达通过坐标修正和数据填充等技术手段,开发的风速重构模型算法能够准确的为风电机组控制系统提供可靠的控制输入参数。     

Ashdod港风浪特性研究

利用欧洲中期天气预报中心ECMWF近38 a(1979~2016年)逐6 h的ERA-Interim全球再分析资料与该港区3 a实测数据同化后的有效波高、平均周期、平均波向和海表10 m风场资料,对Ashdod港工程区风、浪特征进行了统计分析,得出该海区常浪向和常风向均为WNW向,强浪向为WNW,强风向为ESE向,进而分析了有效波高和周期的联合分布,得出有效波高1 m,周期5 s的波浪出现概率最大。通过有效波高和风速、平均波向和风向数据的相关性分析,结果表明:冬季风浪为主导,春、夏、秋三季均是涌浪为主导。不同方向不同重现期的波要素统计分析,可为Ashdod港口建设提供科学依据,研究方法也可为类似工程借鉴。     

马迹山海域风和波浪特征分析

针对马迹山海域风和波浪特征,利用连续一整年的风和波浪资料进行数学统计相关分析,得到马迹山海域风和波浪要素分布特征。结果表明,马迹山海域波浪类型为以风浪为主的混合浪;观测期间最大波高为4.59 m,平均波高在0.20～0.42 m;最大波周期为9.50 s,平均波周期在2.66～3.01 s;马迹山海域全年常风向为NNW向,春、夏季常风向分别为S、SSW向,秋、冬季常风向均为NNW向,马迹山海域全年强风向为NNW向;春、夏季波高与风速的相关性一般,秋、冬季两者的线性关系明显。     

脉动风的数值模拟

工程中为方便研究风对工程结构的作用,通常将其处理成2部分,即一定时间内不随时间变化的平均风和随时间随机变化的脉动风。文中主要研究其脉动风部分,介绍了风的一些基本特征,以及脉动风国内外几种常用的模拟方法,阐述其数值模拟理论,根据所选用的线性滤波法,结合京包铁路分离式立交桥桥址处气象资料,用 MATLAB软件编程模拟脉动风,并得到风速时程曲线,将模拟出的功率谱与目标谱对比其拟合度,结果表明,模拟谱与目标谱吻合度较高,模拟的结果较为可靠。     

变速变桨风力发电机组的阵风控制策略

针对双馈式变速变桨风力发电机组在实际运行中出现的发电机超速故障频发等问题,从发电机的超速故障分析入手,提出了一种在超速过程中变桨距控制方法的阵风控制策略。该策略旨在有效减少机组在遭遇强阵风时发生超速故障停机的次数。通过仿真计算的结果验证了该策略在减少超速故障停机次数方面的有效性,并运用软件优化技术对控制算法进行改进,进一步提升阵风控制的性能和可靠性,可以有效应对风况快速变化、特别是风速降低后又快速上升的阵风风况。该研究对于提高机组的可靠性、延长使用寿命以及最大程度地利用风能具有重要意义。     

海上风电机组风速仪异常智能诊断算法及应用

风速仪作为海上风电机组唯一测风装置，是机组启、停控制重要输入，因此风速仪的工作状态对海上机组整体控制尤为重要。部分海上机组安装机械式风速仪，该风速仪为旋转传感器，机组测量叶轮转速一般用光电传感器，一般而言光电传感器运行可靠性要比旋转类传感器可靠性高，文章通过挖掘叶轮转速和风速之间的函数关系，建立通过叶轮转速识别风速仪是否异常的预警算法。     

基于机舱式多普勒脉冲激光雷达测风的风速重构技术

文章以雷达测风数据作为研究对象,通过合理配置激光雷达参数,利用数值修正,消除机舱振动误差;建立线性剪切风场模型,通过递推最小二乘法求解风场特征参数;开发出先进、先出、嵌套循环,判断填充逻辑的算法,在解决叶片遮挡问题的基础上,通过泰勒冻结湍流假说,计算风轮面转子有效风速。与机舱内控制参数反演出的转子有效风速进行对比,得出两组数据相关性在0.937 4,两组数据差值的标准差为0.342 9。结果证明在实际应用中,对激光雷达测风数据通过数值修正和数据填充,开发的风速重构模型算法,能够准确地为风电机组控制系统提供可靠的控制输入参数,对机舱合理供风提供了解决依据。     

单点系泊方式下的浮标系统运动响应分析

浮式激光雷达测风塔在恶劣的海洋环境下,其运动稳定性受到风、浪、流等多种环境载荷的耦合作用,呈现出典型的非线性特征,对其观测精度造成重要影响。建立浮动式基础设计分析平台,对浮标及其系泊系统进行水动力性能模拟分析,求解不同载荷作用下浮标平台与单点式系泊系统之间的运动响应。计算结果表明,浮标体在单点式系泊方案下具有良好的安全性和稳定性,系泊张力最大值为466.4k N,满足设计BVNR493规范要求,浮标平台的运动半径极值和最大垂荡距离分别为50.0m和6.3 m,可保证安全运行。     

钻井平台拖航中未命名热带气旋伴随大风预警分析

<正>0引言2016—2017年,原油期货价格跌入谷底,国内外大量钻井平台被闲置。随着原油期货价格回暖,闲置一段时间后的钻井平台伴随大量跨海区、长距离的拖航任务,纷纷投入新的勘探工作。平台拖航对水文气象条件的要求十分严格,以"勘探四号"平台为例,拖航要求风力7级(蒲氏风力,15 m/s)、浪高4 m。现有热带气旋的命名标准是平均风速8级(18 m/s),因此各主要预报机构对近中心风速未达到此标准的热带气旋相对容易忽视。现以"勘探四     

海上风电机组齿轮箱进口油温异常预测

由于海上风电机组齿轮箱要长期承受无规律的变向变载荷的风力作用以及强阵风的冲击,为保证风电机组可靠运行,对齿轮箱进口油温进行异常预测。结合风电机组SCADA运行数据提出了一种基于SVM-RFECV算法和BP神经网络的风电机组齿轮箱进口油温异常预测方法。首先完成数据的预处理,然后利用SVM-RFECV算法计算不同变量的重要度,并选择平均交叉验证均方误差的最小变量组成最优特征,最后利用选取的最优特征数据建立的BP神经网络的预测模型,实现对风电机组齿轮箱进口油温异常预警。通过海上某风电场现场实际SCADA数据对模型进行验证,结果表明提出的方法能有效实现对风电机组齿轮箱进口油温异常预测。     

风电场快速频率响应性能提升研究及应用

随着风力发电规模的逐渐增加,其随机性、不稳定性使电网频率特性呈现逐渐恶化趋势,对于海上风电同样存在此问题。近年来为解决电网频率特性的恶化趋势,各地区电网公司相继提出风电场需具备快速频率响应特性功能,以支撑电网频率变化,来确保电网的安全运行。为了满足上述功能,行业内已进行了相关技术研究,但快速频率响应性能基本只符合普遍要求（稳定时间不超过15 s）,对于东北电网提出的快速频率响应稳定时间不得超过5 s的要求,还鲜有研究。研究了风电机组场群调度性能及频率调节特征,开发了风电场快速频率响应性能提升软件,并完成了风电场现场测试验证。测试结果表明该方案提高了电网稳定性,完全满足更为严苛的东北电网快速频率响应性能要求,此方案对于海上风电同样适用。     

台风“梅花”对江苏海上风电场风机运行的影响

大力发展海上风电是沿海区域实现“30·60”双碳战略的重要举措,而台风是海上风电场安全运营的重要影响因素,文章对江苏5座海上风电场在台风“梅花”过境前后的运行发电情况和运行故障情况进行了统计分析,并对主要故障进行了详细分析并提出优化建议,为后续江苏区域及其他海上风电机组设计及运维提供参考。     

新型浮式激光雷达测风浮标体选型研究

在海上风剖面测量的过程中,相对于传统的海上测风塔,浮动式激光雷达测风浮标系统具有明显的高灵活性和高性价比的优势,新型浮式激光雷达测风浮标体的结构选型至关个重要。本文简介了三种典型的浮式激光雷达测风浮标,并在此基础上初步设计并给出了四种新型浮式激光雷达测风浮标的选型方案;对四种选型浮标做了完整稳性计算和对比分析;应用AQWA程序在频域范围内,计算并对比分析了四种选型浮标的频域响应特性;忽略风和流仅考虑波浪的作用,对此四种浮标选型方案进行短期预报,并做对比分析。结果表明,三体组合式浮标结构形式综合性能更佳,可以考虑其作为新型浮式激光雷达测风浮标的结构形式。     

三体组合式FLiDAR浮标概念设计及幅频运动特性研究

海上激光雷达测风浮标系统在使用的灵活性、测风能力和成本等方面,相对于海上测风塔具有绝对优势,能够更好地满足海上风剖面测量的发展需求。针对浮动式激光雷达测风浮标(FLiDAR Buoy)系统的研发,提出新型三体组合式激光雷达测风浮标体的概念设计,并研究了其幅频运动特性。考虑测风浮标的稳性、运动响应和设备搭载的要求,对浮标体的结构及技术性能进行概念设计,并对主要搭载设备进行布置;在风浪联合作用下,对浮标体的完整稳性进行计算和分析,依据规则对其稳性衡准数K进行校核;忽略浮标体甲板以上的结构建立水动力模型,采用三维势流理论和Morison公式,计算分析浮标体的幅频运动响应特性,重点研究了浪向、水深和单体间距对浮标体RAOs的影响。结果表明,新型的浮标体设计较为合理,幅频运动性能良好,满足稳性的要求,浪向和单体间距对其RAOs影响较大,水深变化对其影响较小。