電網(wǎng)友好型風(fēng)電機(jī)組的自主減載控制與智能監(jiān)測技術(shù)

本項(xiàng)目針對未來風(fēng)電系統(tǒng)發(fā)展面臨的電網(wǎng)友好性問題、減載控制問題以及高效可靠監(jiān)測問題，對應(yīng)展開三方面研究：基于Bladed的新型電網(wǎng)友好型機(jī)組的動力學(xué)特性與運(yùn)行策略；基于載荷分析的機(jī)組自主減載控制方法；基于核心特征的仿生智能監(jiān)測技術(shù)。 目前，三方面內(nèi)容均完成了預(yù)定目標(biāo)，取得主要成果如下： (1）完成了新型電網(wǎng)友好型風(fēng)電機(jī)組差動齒箱調(diào)速動力學(xué)建模，給出了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)和控制方案，并對該機(jī)組與傳統(tǒng)DFIG，DDSG等機(jī)組進(jìn)行了詳細(xì)的性能對比，總結(jié)了各類控制方案的優(yōu)劣；進(jìn)而設(shè)計(jì)了各種工況下機(jī)組的運(yùn)行控制策略，包括最大功率跟蹤控制，減載荷控制、變槳控制等。最后對相應(yīng)的控制方案及智能監(jiān)測技術(shù)提出了設(shè)計(jì)框架及建議方法，并給出了仿真驗(yàn)證。 (2）提出了具有自主參數(shù)調(diào)整的柔性最大功率跟蹤控制策略。設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的控制和極值搜索算法來構(gòu)建新型MPPT策略，其基于風(fēng)機(jī)的動力學(xué)模型設(shè)計(jì)非線性速度跟蹤控制器，可以進(jìn)行理想的風(fēng)輪速度跟蹤，且能為最大功率跟蹤模塊提供變化的風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩估計(jì)值?；谛滦团郎剿阉魉惴ǎ瑢鹘y(tǒng)查表法與極值搜索相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)不依賴于風(fēng)速和功率測量的在線智能參數(shù)更新。該方法對于機(jī)組減載具有積極的優(yōu)化作用。同時，基于記憶推理和參數(shù)整定設(shè)計(jì)混合獨(dú)立變槳方法，構(gòu)建了大型機(jī)組自主減載控制新理論新方法。 (3）針對“風(fēng)隨機(jī)性和不易測量”問題，提出無需風(fēng)速測量的魯棒自適應(yīng)跟蹤控制方法。建立了機(jī)組的雙質(zhì)點(diǎn)模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了穩(wěn)定性證明和控制器設(shè)計(jì)，進(jìn)而通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論的可行性。在此基礎(chǔ)上，提出了混合估計(jì)理論，設(shè)計(jì)了高效的數(shù)據(jù)處理和狀態(tài)估計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，構(gòu)建了智能機(jī)組監(jiān)測機(jī)制。 本項(xiàng)目的研究成果為未來大型風(fēng)電機(jī)組友好并網(wǎng)及控制監(jiān)測方法優(yōu)化提供了一定技術(shù)支持。 2100433B

風(fēng)力發(fā)電是再生能源中安全性較高、規(guī)模化程度強(qiáng)、產(chǎn)出效益大的優(yōu)選能源形式，但其單機(jī)容量的快速增大和裝機(jī)總量的急劇膨脹，與日益嚴(yán)苛的高效、可靠、電網(wǎng)友好標(biāo)準(zhǔn)間的矛盾愈發(fā)突出。針對風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的優(yōu)化問題，本項(xiàng)目研究一種新型電網(wǎng)友好型風(fēng)機(jī)，并研究如何通過控制和監(jiān)測手段，提高其系統(tǒng)運(yùn)行效率和可靠性，從而使得快速擴(kuò)容的風(fēng)電能夠高效穩(wěn)定和可持續(xù)地發(fā)展。主要研究內(nèi)容包括：(1)基于Bladed的新型電網(wǎng)友好型機(jī)組的動力學(xué)特性與運(yùn)行策略；(2)基于載荷分析的機(jī)組自主減載控制方法；(3)基于核心特征的仿生智能監(jiān)測技術(shù)。本項(xiàng)目研究為增強(qiáng)我國未來風(fēng)電機(jī)組的電網(wǎng)友好性，保障大型機(jī)組在減載、自主的控制與監(jiān)測體系下穩(wěn)步發(fā)展，提供了新理論新方法的參考。

要實(shí)現(xiàn)真正意義上的電網(wǎng)友好，必須加大對各項(xiàng)技術(shù)的研發(fā)，落實(shí)新技術(shù)應(yīng)用的相關(guān)政策。電網(wǎng)友好技術(shù)的推廣機(jī)制是一個需要研究的重要問題。電網(wǎng)友好技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用具有周期長的特點(diǎn)，且具有“正外部性”，如何將電網(wǎng)友好的外部性內(nèi)化，形成激勵相容的推廣機(jī)制，是電網(wǎng)友好技術(shù)能否真正發(fā)揮作用的關(guān)鍵。

在發(fā)電技術(shù)方面，應(yīng)繼續(xù)完善新能源發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)其運(yùn)行頻率控制、繼電保護(hù)配置、信息采集、自動化、通信、電能質(zhì)量等的智能一體化發(fā)展。同時，隨著電網(wǎng)友好的發(fā)電技術(shù)研發(fā)、推廣應(yīng)用，提高電網(wǎng)接納新能源發(fā)電的能力，實(shí)現(xiàn)低碳電力。進(jìn)一步，針對傳統(tǒng)電廠，研發(fā)低成本改造升級技術(shù)，也將是下一步電網(wǎng)友好技術(shù)的研究熱點(diǎn)。

用電技術(shù)中亦可從負(fù)荷的諧波特性入手改善負(fù)荷特性，如盡量避免各種用電設(shè)備產(chǎn)生諧波、電壓畸變等；在改善負(fù)荷的時間特性方面，可進(jìn)一步研究負(fù)荷的時間彈性。在控制裝置研發(fā)上，應(yīng)著力研制低成本的智能控制裝置，在不影響用戶用電體驗(yàn)的前提下，實(shí)現(xiàn)自主監(jiān)測電網(wǎng)實(shí)時信息，主動響應(yīng)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)，維持電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在平臺開發(fā)上，除全面考慮用戶的個性化需求外，還應(yīng)為功能升級預(yù)留一定的空間。 2100433B

《智能電網(wǎng)廣域監(jiān)測分析與控制技術(shù)研究》在內(nèi)容定位上，突出技術(shù)先進(jìn)性、前瞻性和實(shí)用性，全書共八章，主要內(nèi)容包括：廣域監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀研究，電力系統(tǒng)分析控制原理，廣域監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與數(shù)據(jù)處理，廣域智能控制能保護(hù)技術(shù)，電力系統(tǒng)廣域動態(tài)穩(wěn)定控制，基于WAMS的電力系統(tǒng)檢測技術(shù)以及基于WAMS電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性控制，最后列舉幾個電力系統(tǒng)實(shí)例?！吨悄茈娋W(wǎng)廣域監(jiān)測分析與控制技術(shù)研究》知識體系結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，極具參考借鑒性，便于讀者在掌握理論知識的同時更好的將其應(yīng)用于實(shí)踐之中，希望能為我國電力系統(tǒng)的廣域監(jiān)測與控制貢獻(xiàn)一分力量。

《風(fēng)電機(jī)組控制與監(jiān)測/新能源科技譯叢》著眼于風(fēng)電機(jī)組的研究工作，對目前先進(jìn)的風(fēng)電技術(shù)進(jìn)行了介紹和前瞻性描述。

《風(fēng)電機(jī)組控制與監(jiān)測/新能源科技譯叢》提出了風(fēng)電控制和監(jiān)測的新見解、新方法和算法，介紹了計(jì)算機(jī)建模和仿真工具，還列舉了多個示例和研究案例進(jìn)行講解。這種理論與實(shí)際相結(jié)合的方式大大提升了《風(fēng)電機(jī)組控制與監(jiān)測/新能源科技譯叢》內(nèi)容的實(shí)用性。

《風(fēng)電機(jī)組控制與監(jiān)測/新能源科技譯叢》是專為風(fēng)電機(jī)組、風(fēng)能領(lǐng)域的研究人員和研究生，以及電氣、機(jī)械和控制工程的專業(yè)人士編制的專業(yè)書籍，同時希望能夠?yàn)楣こ虒I(yè)的研究生以及本科一年級學(xué)生擴(kuò)充風(fēng)能系統(tǒng)知識。另外，風(fēng)電技術(shù)工程師也可以捅討《風(fēng)電機(jī)組控制與監(jiān)測/新能源科技譯叢》獲得關(guān)于風(fēng)電機(jī)組的新專業(yè)知識。