基于改进GRU的海上风电机组齿轮箱故障诊断

为提高风电机组中齿轮箱故障诊断的准确性,提出一种在门控循环单元（GRU）神经网络中引入注意力机制进行风电机组齿轮箱油温预测的方法,充分挖掘数据参量中的关联关系,以提高模型预测的准确性。针对模型预测的残差,采用一种基于粒子群算法的自适应阈值方案进一步实现对风电机组齿轮箱油温异常的诊断,引入自适应阈值能提高模型诊断的灵敏度。针对江苏某海上风电场实际运行的SCADA数据进行仿真分析和验证,结果证明采用该方法能较早地判断出风电机组齿轮箱的异常状态。     

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。     

考虑风电场并网的电力系统优化调度研究

本文建立了考虑风电场并网电力系统优化调度模型,目标包括运行风险、燃料成本和污染排放量三个目标,约束条件包括电力电量平衡约束、火电机组有功出力约束、火电机组出力爬坡约束、线路传输容量约束,采用直流潮流计算方法对线路潮流进行计算,采用蒙特卡洛法对模型随机变量进行处理。最后,基于粒子群算法对含风电场的IEEE 30节点标准系统算例进行了仿真建模求解。     

基于场级协同的风电机组安全控制技术

文章提出了一种基于场级协同的风电机组安全控制技术,该技术主要基于风电场场级控制平台,该平台支持通过多种通信接口对风电机组主控和传感器数据进行采集,实现各设备之间信息互联互通,并凭借其强大的数据分析和科学计算能力,实现各种智能控制算法的实时运行。风电场部署场级控制平台后,可通过智能算法识别机组是否存在风险,对风险机组进行机舱航向校准,并计算该机组所处位置的绝对风向及前后排位置分布情况,风电场前排机组遭遇极端外部条件时,后排机组提前动作,降低极端外部条件给机组带来的风险,提升风电机组运行稳定性,降低风电场整体载荷水平,从而控制风电机组故障率。海上风电运维环境恶劣、条件复杂,带来了极高的运维成本,通过该技术降低故障率可减少海上风电运维成本。     

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。     

海上风电场输电方式应用探讨

海上风电发展如火如荼,海上风电的输电系统是其不可或缺的部分。随着上海市东海大桥10万千瓦风电场的建成及并网发电,我国海上风电的发展拉开序幕。海上风电机组单机容量将不断增大,海上风电场的总装机容量也将不断扩充,如何能够高效、高质量地将这部分电能输送到岸上电网中将成为海上风力发电成功的关键。然而,海上风电场的场地面积要比陆     

海上风电机组载荷测试及仿真一致性验证

随着海上风电机组向大型化趋势发展,风电机组降本及优化设计成为整机厂家尤为关注的话题。从测试和仿真的角度出发,对某海上风电机组不同风速下的叶根、塔顶、塔底载荷进行了测试和仿真,对统计值和疲劳载荷进行了对比分析,结果表明其测试与仿真结果具备良好的一致性,误差在10%以内,满足工程需要。载荷对比的一致性充分验证了该风电机组设计模型的正确性,不仅可为机组降本提供思路,也可为今后海上机组设计提供技术指导。     

海上风电吊装船方案设计

海上风机安装是海上风电场建设的技术难题之一。根据江苏沿海风电场建设的需要,开展了海上风电吊装的方案设计,所完成的船型方案具备20m以下水深、5MW以下风电机组的安装能力。     

江苏近海风资源特征及风电场项目后评估

通过一个江苏近海风电场为研究对象,基于完整年测风塔资料与机组运行资料分析了平均风速、风玫瑰图、威布尔分布、风功率密度和功率曲线要点来研究江苏近海风资源特征和项目后评估,研究结果如下：平均风速的月变化可以直观地显示不同月份风速的大小和变化趋势,测风塔风速经代表年订正后与机组运行期修正后实际平均风速一致;风电场盛行北部偏东和东南风,风速均主要集中在6m/s～8 m/s;运行机型性能表现优异,且风机之间的性能差异较小。研究结果有助于了解江苏近海地区风资源情况和进一步认识机组功率曲线来评估对特定风电场的实际运行效率,为沿海地区未来风能的开发利用提供参考,以确定该风电场是否实现了其预期的发电目标。     

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。     

潮间带风电场水动力数值模拟

为研究江苏省某地滨海潮间带风电场工程对所在海域波浪、潮流的影响,通过ADCIRC潮流模型和SWAN风浪模型模拟风、浪、流的耦合作用,建立滨海潮间带风电场的水动力数学模型,计算结果表明:该数学模型能较客观地反映当地水流和波浪场的基本情况,对在该区域建设滨海风电场具有重要的参考意义。     

应用于风电场的D-STATCOM控制器设计

针对风电场存在的电压暂降等电压问题,采用配电网静止同步补偿器(D-STATCOM)进行治理。介绍了应用于风电场的配电网静止同步补偿器的系统构成,提出了一种应用于风电场的D-STATCOM的控制器设计方案,给出了控制器的硬件和软件设计构成。同时,以DSP处理器为核心,提高了控制器的运算速度和控制精度。实验结果表明,本文提出的D-STATCOM的控制器设计方案,控制性能优良,实用性强,具有较好的工程应用前景。     

三体槽道船船型设计及阻力性能研究

基于原三体风电维护船船型,结合M型船主要特征要素设计改造出三体槽道风电维护船。利用数值仿真技术模拟出M型风电维护船在中高航速下船底槽道的水气两相流变化,并在此基础上进一步探索船体槽道高度、长度的变化位置对船体总阻力的影响,最终确定阻力性能较优的船型方案,从而为海上三体槽道风电维护船船型设计提供参考。     

Optimum routing of a sailing wind farm

To acquire the wind energy of the oceans, a sailing wind farm has been proposed. The wind farm considered is composed of a semisubmersible floating structure, 11 windmills, four sails, six thrusters, and storage for hydrogen. To maximize the acquired energy, an effective algorithm to search for optimum routes was developed. The algorithm is based on the fact that beam winds yield a maximum of acquired energy. This feature reduces the computation time, and, consequently, efficient route optimization becomes possible in a reasonable time. After setting an operational area for the wind farm, navigation simulations for a 1-year period were carried out. A numerical weather forecast was used as well as the responses of the floating structure, such as the speed of the structure, the output power of the windmills, and the time of course changes. In the simulation, the wind farm evades rough seas to avoid structural damage, and an optimum route is searched for. The capacity factor of the system was used to evaluate the efficiency of the optimized routes. From the simulations, the maximum capacity factor achieved was 42.6%. The dependency of the capacity factor on the initial position of the wind farm was also examined. It was shown that offshore from Sanriku in northeastern Japan is an area suited to the operation of the wind farm. The effect of the initial position on consecutive periods of operation is discussed.     

两种新型调速方式在船舶电站中的应用前景分析

介绍使用恒频方式和下垂-恒频混合方式进行调速的原理,并结合船舶电站的特点,将这两种新型调速方式同传统的下垂方式进行比较,分析了各种调速方式的优缺点,利用Matlab/Simulink仿真平台搭建船舶电站模型,对各种调速方式进行仿真,初步探索了在船舶电站中使用两种新型调速方式的情况.     

双馈风力发电系统最大风能捕获控制研究

针对应用于风力发电系统的双馈异步发电机,构建了同步旋转坐标系下的数学模型.结合风力机 输出功率与转速关系,采用速度负反馈控制代替有功功率负反馈控制,简化了调节器参数的工程设计过程.将有功和无功控制上的耦合项通过前馈补偿实现了基于定子磁链定向的功率解耦控制.利用双馈异步电机运行可逆性,通过双馈发电机运行状态的转换实现了风速跟踪控制过程中最大风能捕获的快速跟随性能.基于仿真软件构建仿真模型仿真进行了双馈风力发电机组最大风能捕获控制和功率解耦控制的仿真验证,仿真结果表明了所设计控制策略和参数的正确性与有效性.     

海上风电场维护船船型方案研究及双体阻力性能数值分析

风能是一种清洁的可再生资源,与传统的燃煤发电相比,风力发电没有二氧化碳等一些有害气体的排放,是理想的绿色能源,其开发利用受到各国的重视。随着海上风电场的日益发展,维护问题也随之而来。海上风电场维护船是维护人员进行维护必不可少的交通工具,本文根据中国典型的海上风电塔基型式,结合风电场实际使用需要和运营条件,对双体风电维护船功能进行了分析,通过对不同的双体船型方案进行数值仿真分析,得到性能良好的双体船行方案,为中国海上风电场建造维护船船型选择奠定了一定的基础。     

半潜驳改造为坐底式风电安装船的设计及应用研究

为解决现有海上风电安装设备的不足,将原“三航工5”半潜驳改造为坐底式风电安装船,并研制了一套船体结构应力监测系统,对国内某海上风场砂性地质条件引起的冲刷和船底掏空进行监控,实际工程应用表明改造后的船舶在安全性和工效上满足坐底安装风机的要求。     

船舶电站负荷扰动下轴系瞬时转速的动态仿真

受到大负荷扰动后,船舶电站的参数将发生较大变化.从发电柴油机、电力负荷、发电机及励磁调节系统方面建立柴油机瞬时转速的动态模型,并从气缸做功和负载方面对瞬时转速变化方面进行分析.依据发电柴油机的不同负荷类型,分别从恒定阻抗法、电动机机电暂态过程动态特性、负荷的静态特性三方面进行归类计算,提高了负荷的动态和静态仿真性能,励磁系统则采用三阶实用模型.最后利用Matlab/SIMULINK进行了系统的静态、暂态和动态稳定性分析.     

基于能力曲线的某风电安装船动力定位系统失效分析

风能是一种优秀的绿色能源,随着风电开发延伸到海上,带有动力定位系统的风电安装船开始得到广泛应用。文章基于动力定位能力曲线对一艘风电安装船的动力定位系统进行失效分析,寻找出最危险的工况,为实际工程提供参考,以便在作业时尽量避开这些工况。