考虑疲劳载荷的风电场有功控制优化研究
发布时间：2021-04-21 21:24
在全球新能源革命浪潮的推动下,风力发电在我国得到了大力的发展与应用,风电的装机总量增长迅速。但是,在风电迅速扩张的背后,存在过分依赖补贴,盲目追求装机数量等问题。而随着风电补贴机制的逐步退出,我国风电发展即将步入平价时代。届时,风电将不可避免的受到传统火电以及其它新能源发电的冲击。因此,提高风电成本竞争力势在必行。对于已经建成的风电场,有功功率控制策略将直接影响风电场的总产能和风机的疲劳状况。产能决定了风电场的收益,而风机疲劳则关乎风电场的维护和寿命。所以,可以通过合理的有功控制策略来提高风电场的经济性与可靠性,并以此推动风电产业健康持续发展。在国家自然科学基金项目（51707029）的支持下,本文主要针对上述问题提出了三种风电场有功功率控制策略:1)基于产能最大化的风电场有功控制策略。本策略主要针对大型风电场内风机数量众多,尾流损失巨大的问题,对每一台风机的桨距角进行协调控制,以达到有效减少尾流损失、提高风电场产能的目的。2)兼顾产能与疲劳分布的风电场有功控制策略。传统的风电场有功控制策略和风力资源分布不均衡等问题会导致风电场内部疲劳分布失衡,这会降低风电场的经济性和可靠性。针对此问...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.1.1 研究工作的背景
1.1.2 研究工作的意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.2.1 关注产能的风电场有功功率控制策略研究
1.2.2 关注疲劳的风电场有功功率控制策略研究
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本论文的结构安排
第二章 风电场的数学模型
2.1 风能捕获模型
2.1.1 风力机模型
2.1.2 尾流效应模型
2.2 风机疲劳综合评估模型
2.2.1 工作疲劳载荷水平
2.2.2 风湍流疲劳载荷水平
2.2.3 疲劳系数
2.3 风机寿命预测模型
2.3.1 SimWindFarm环境风场建模
2.3.2 雨流计数法
2.3.3 风机叶片材料玻璃钢的S-N曲线
2.3.4 线性疲劳积累损伤理论
2.3.5 风机的寿命预测
2.4 本章小结
第三章 基于产能最大化的风电场有功控制策略
3.1 风机的运行模式
3.1.1 常规运行模式
3.1.2 降额运行模式
3.2 基于产能最大化的风电场有功控制策略
3.2.1 策略B的数学化
3.2.2 粒子群算法
3.3 仿真实验分析
3.3.1 场景一
3.3.2 场景二
3.3.3 场景三
3.3.4 场景四
3.4 本章小结
第四章 兼顾产能与疲劳分布的风电场有功控制策略
4.1 兼顾产能与疲劳分布的风电场有功控制策略
4.1.1 策略C的数学化
4.1.2 粒子群算法
4.2 仿真实验分析
4.2.1 场景一
4.2.2 场景二
4.2.3 场景三
4.2.4 场景四
4.3 本章小结
第五章 基于单位发电折现成本最小化的风电场有功控制策略
5.1 基于单位发电折现成本最小化的风电场有功控制策略
5.1.1 策略D的数学描述
5.1.2 粒子群算法流程
5.2 仿真实验分析
5.2.1 风机寿命的预测结果
5.2.2 场景一
5.2.3 场景二
5.2.4 场景三
5.2.5 场景四
5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国风电产业发展现状及前景展望（下）[J]. 电器工业. 2019(09)
[2]2018年我国风电产业发展形势及2019年展望[J]. 韩雪,陶冶. 中国能源. 2019(05)
[3]基于尾流效应影响的风电场选址规划研究[J]. 张翔,张永刚,尉孟涛. 工程技术研究. 2018(12)
[4]2017年新能源和可再生能源发展现状及趋势研究[J]. 封红丽. 电器工业. 2018(08)
[5]基于多Agent协作控制的风电场功率调度策略[J]. 肖运启,张晓航,苗田银,孙燕平. 太阳能学报. 2018(07)
[6]考虑尾流效应的风电场优化控制技术研究[J]. 顾波,胡昊,刘永前,张洋,康顺. 太阳能学报. 2018(02)
[7]基于发电成本和疲劳均匀性的风电场有功功率控制策略研究[J]. 魏媛,许帅,汪建文,许昌,丁佳煜,杨杰. 可再生能源. 2017(12)
[8]基于混合整数线性规划的风电场有功优化调度[J]. 孙辉,徐箭,孙元章,易先坤. 电力系统自动化. 2016(22)
[9]基于风电场输出功率效率的尾流效应定量分析[J]. 洪悦,张立瑾,钱致渊,林道荣,陈锦翔. 高师理科学刊. 2016(06)
[10]国内外风电并网标准比较研究[J]. 戴慧珠,迟永宁. 中国电力. 2012(10)
博士论文
[1]考虑尾流和电气损耗的风电场有功功率提升控制策略研究[D]. 李丽霞.沈阳工业大学 2017
[2]风电场疲劳分布和有功功率的统一控制[D]. 苏永新.湘潭大学 2014
硕士论文
[1]风电场有功功率优化控制研究[D]. 李林.上海电机学院 2015
[2]大型风机叶片的疲劳寿命估算[D]. 闫景玉.南京航空航天大学 2013
本文编号：3152516
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景与意义
1.1.1 研究工作的背景
1.1.2 研究工作的意义
1.2 国内外研究历史与现状
1.2.1 关注产能的风电场有功功率控制策略研究
1.2.2 关注疲劳的风电场有功功率控制策略研究
1.3 本文的主要贡献与创新
1.4 本论文的结构安排
第二章 风电场的数学模型
2.1 风能捕获模型
2.1.1 风力机模型
2.1.2 尾流效应模型
2.2 风机疲劳综合评估模型
2.2.1 工作疲劳载荷水平
2.2.2 风湍流疲劳载荷水平
2.2.3 疲劳系数
2.3 风机寿命预测模型
2.3.1 SimWindFarm环境风场建模
2.3.2 雨流计数法
2.3.3 风机叶片材料玻璃钢的S-N曲线
2.3.4 线性疲劳积累损伤理论
2.3.5 风机的寿命预测
2.4 本章小结
第三章 基于产能最大化的风电场有功控制策略
3.1 风机的运行模式
3.1.1 常规运行模式
3.1.2 降额运行模式
3.2 基于产能最大化的风电场有功控制策略
3.2.1 策略B的数学化
3.2.2 粒子群算法
3.3 仿真实验分析
3.3.1 场景一
3.3.2 场景二
3.3.3 场景三
3.3.4 场景四
3.4 本章小结
第四章 兼顾产能与疲劳分布的风电场有功控制策略
4.1 兼顾产能与疲劳分布的风电场有功控制策略
4.1.1 策略C的数学化
4.1.2 粒子群算法
4.2 仿真实验分析
4.2.1 场景一
4.2.2 场景二
4.2.3 场景三
4.2.4 场景四
4.3 本章小结
第五章 基于单位发电折现成本最小化的风电场有功控制策略
5.1 基于单位发电折现成本最小化的风电场有功控制策略
5.1.1 策略D的数学描述
5.1.2 粒子群算法流程
5.2 仿真实验分析
5.2.1 风机寿命的预测结果
5.2.2 场景一
5.2.3 场景二
5.2.4 场景三
5.2.5 场景四
5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
6.1 全文总结
6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国风电产业发展现状及前景展望（下）[J]. 电器工业. 2019(09)
[2]2018年我国风电产业发展形势及2019年展望[J]. 韩雪,陶冶. 中国能源. 2019(05)
[3]基于尾流效应影响的风电场选址规划研究[J]. 张翔,张永刚,尉孟涛. 工程技术研究. 2018(12)
[4]2017年新能源和可再生能源发展现状及趋势研究[J]. 封红丽. 电器工业. 2018(08)
[5]基于多Agent协作控制的风电场功率调度策略[J]. 肖运启,张晓航,苗田银,孙燕平. 太阳能学报. 2018(07)
[6]考虑尾流效应的风电场优化控制技术研究[J]. 顾波,胡昊,刘永前,张洋,康顺. 太阳能学报. 2018(02)
[7]基于发电成本和疲劳均匀性的风电场有功功率控制策略研究[J]. 魏媛,许帅,汪建文,许昌,丁佳煜,杨杰. 可再生能源. 2017(12)
[8]基于混合整数线性规划的风电场有功优化调度[J]. 孙辉,徐箭,孙元章,易先坤. 电力系统自动化. 2016(22)
[9]基于风电场输出功率效率的尾流效应定量分析[J]. 洪悦,张立瑾,钱致渊,林道荣,陈锦翔. 高师理科学刊. 2016(06)
[10]国内外风电并网标准比较研究[J]. 戴慧珠,迟永宁. 中国电力. 2012(10)
博士论文
[1]考虑尾流和电气损耗的风电场有功功率提升控制策略研究[D]. 李丽霞.沈阳工业大学 2017
[2]风电场疲劳分布和有功功率的统一控制[D]. 苏永新.湘潭大学 2014
硕士论文
[1]风电场有功功率优化控制研究[D]. 李林.上海电机学院 2015
[2]大型风机叶片的疲劳寿命估算[D]. 闫景玉.南京航空航天大学 2013
本文编号：3152516
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