基于SCADA数据的风电机组运行状态评估方法研究

【摘要】：当前，风电大规模并网使风力发电对电网影响越来越大，导致其他电源需要更高的调节能力来保证电网的调度运行和电网的故障水平与稳定性等。科学评价并网风电机组的运行状况，对完成大规模安全风力发电稳定并网运行拥有很大的科学意义。本文主要从风电功率特性的研究、风电机组性能评估模型的建立以及风电弃风电量评估模型的建立几个方面，进行了并网风电机组运行状态评估，开展了以下工作： （1）基于研究风电机组并网运行的基本原理，分析了并网风电机组运行基本信息，主要包括风电机组基本结构、基本类型和工作原理以及在线状态监测基本参量、主要部件的故障机理等； （2）针对并网风电机组的功率特性，提出了风电功率量化指标分析及利用正态分布函数拟合风电功率min级分量概率密度分布研究方法。主要包括：第一，定义量化指标，并从差分时间尺度和风电场装机容量两个方面分析风电波动的特性；第二，选用二次滚动平均法分析风电场输出功率的min级分量，同时利用正态分布函数拟合min级分量概率密度分布，研究不同装机容量风电场和选择不同滚动窗口时风电功率min分量的概率分布； （3）考虑到风电机组本身运行的性能特性，研究并网运行风电机组性能的评估模型。在常规模糊数学评判模型基础上，首先，通过灰色系统理论获取指标权值，并引入变权理论对偏离指标进行修正；然后，采用劣化度指标建立隶属函数，建立基于SCADA（Supervisory Control and Data Acquisition）数据的风电机组性能状态评估模型，并通过实例验证； （4）提出弃风电量的评估模型。该方法是基于SCADA实时监测数据，对风速进行修正，计算风电场实际功率，从而确定风电场的理论发电量，并根据实际发电量，得到风电场的弃风电量。 以上研究成果可应用于风电机组并网运行状态评估，将为风电并网提供理论参考，保证并网风力发电机组的高可靠性，对实现风电机组大规模并网具有重要的科学实用价值和研究意义。 【关键词】：SCADA数据 风电并网 机组性能 改进的模糊综合评判 弃风电量
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 选题背景及其意义11-14
• 1.2 国内外研究现状14-17
• 1.2.1 并网风电机组运行功率特性的研究分析14-15
• 1.2.2 并网风电机组性能的研究分析15-16
• 1.2.3 并网风电运行弃风电量的研究分析16-17
• 1.3 课题研究主要内容17-19
• 第2章 风电并网运行的基本信息统计分析19-25
• 2.1 风特性的基本理论19-21
• 2.1.1 风的物理特性19-20
• 2.1.2 几种风速特性介绍20
• 2.1.3 风能的计算20-21
• 2.2 风电机组概述21-22
• 2.2.1 风电机组基本结构21
• 2.2.2 风电机组分类及其工作原理21-22
• 2.3 风电机组在线监测状态分析22-24
• 2.3.1 风力发电机组的状态监测量23
• 2.3.2 风力发电机组的故障机理分析23-24
• 2.4 小结24-25
• 第3章 基于 SCADA 数据并网风电功率波动特性研究25-35
• 3.1 功率波动特性量化指标定义25-26
• 3.2 功率波动特性 min 级分量概率密度分布研究26-28
• 3.2.1 分离风电功率 min 级分量算法26-28
• 3.2.2 风电功率 min 级分量概率密度函数28
• 3.3 实例分析28-33
• 3.3.1 实例一28-30
• 3.3.2 实例二30-33
• 3.4 小结33-35
• 第4章 基于 SCADA 数据并网风电机组性能评估35-46
• 4.1 改进的模糊综合评判理论35-39
• 4.1.1 模糊综合评判35-36
• 4.1.2 确定合适的评判指标隶属度函数36-37
• 4.1.3 确定合适的评判指标权重37-39
• 4.2 并网运行风电机组性能评估指标体系确定39
• 4.3 基于灰色理论和改进模糊综合评判的风电机组性能评估模型39-42
• 4.3.1 建立评判集及各层次的模糊评判矩阵39-40
• 4.3.2 确定各级评估指标的隶属函数40-41
• 4.3.3 确定各级评估指标的权重41-42
• 4.4 实例分析42-44
• 4.5 小结44-46
• 第5章 基于 SCADA 数据并网风电运行弃风电量评估46-56
• 5.1 弃风电量评估条件标准46-49
• 5.1.1 场地条件46-47
• 5.1.2 场地要求标准47
• 5.1.3 气象测风塔位置标准47-48
• 5.1.4 测量扇区标准48-49
• 5.2 并网风电场弃风电量评估模型的建立49-54
• 5.2.1 数据采集49-50
• 5.2.2 风速预处理与筛选50
• 5.2.3 风速修正50-53
• 5.2.4 并网风电机组弃风电量的计算53-54
• 5.3 实例分析54-55
• 5.4 小结55-56
• 第6章 结论及展望56-58
• 6.1 结论56
• 6.2 展望56-58
• 参考文献58-61
• 致谢61-62
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况62
• 1. 在学期间发表的学术论文62
• 2. 在学期间参加的科研情况62

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

我国风电开发及消纳相关重大问题研究    张运洲;白建华;辛颂旭;

基于物元模型的电力变压器故障的可拓诊断方法    黄文涛,赵学增,王伟杰,代礼周

基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估模型    廖瑞金;王谦;骆思佳;廖玉祥;孙才新;

考虑电网约束的风电场自动有功控制    乔颖;鲁宗相;

考虑约束的风电调度模式    韩自奋;陈启卷;

基于电力平衡的辽宁电网接纳风电能力分析    王芝茗;苏安龙;鲁顺;

风电功率波动的时空分布特性    崔杨;穆钢;刘玉;严干贵;

用RBFNN评估发电机主绝缘剩余击穿电压    赵磊;成永红;陈小林;郭亮;

The Merger Is the Message    

我国风力发电现状及其技术发展    任丽蓉;

高校档案工作者思想政治素质评价体系    黄晓晖,周旭

云模型在电力变压器故障诊断中的应用    宫政;何飓;

基于灰色模糊理论大型商场火灾风险可靠性的评价研究    赵海燕;傅珺;

层次分析法在工程评标中的应用    胡国祥,聂国平,伍振志

基于GIS技术的农用地定级研究——以仙桃市为例    孔垂思;张德刚;严修儒;潘艳华;

模糊聚类分析在农用土地资源评价中的应用    何延治;王凤云;何亮;

张掖地区农业节水项目社会效果综合后评价    杨春红;

延边地区耕地质量模糊综合评价数学模型    何延治;郭德广;刘继生;

模糊分析法在中药质量分析中的应用    杨松涛

模糊聚类与传统聚类在医学中的应用    庄颖，李惠丰

可拓关联函数与属性约简相结合的变压器故障诊断方法    胡泽江;张海涛;

光伏发电预测技术的应用    王增新;苏适;田沛;

基于bladed软件的风力发电机组稳态风性能曲线研究    陆晔;滕蓓;祁恩荣;

水平轴风力机风轮的气动设计    周振凯;刘占芳;颜世军;

风电齿轮箱随机输入载荷的处理方法    唐飞熊;秦大同;陈亮;

潘庄一号井田拟建岩石大巷工程地质条件评价和围岩稳定性预测    许惠德;马金荣;姜振泉;

基于可拓关联函数的航空发动机磨损故障诊断方法    万玉成;孙倩;袁文君;

斜拉索参数振动精细化模型及其影响因素研究    于岩磊;高维成;孙毅;

压力管道的风险分析技术    沈士明;赵建平;

新广州火车站高速列车过站数值模拟研究    金海;杨伟;金新阳;陈丰;唐意;杨立国;

集团公司跨文化管理研究    唐旭天

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

风能转换系统的分析、控制与优化方法研究    吴定会

非并网风电直供系统方案设计及控制策略研究    刘慧芳

大型风电机组变桨距控制策略研究    王哲

双馈风电机组模型预测控制研究    井艳军

大型双馈风电机组动态载荷控制策略研究    王晓东

移动政务的功能及评价研究    李晓君

大型风电叶片结构设计方法研究    马志勇

风力机定常与非定常气动问题的数值模拟研究    范忠瑶

考虑逐步破坏和环境载荷影响的复合材料风机叶片的强度和刚度分析    沈亚南

大规模风电并网条件下提高电力系统调峰能力的研究    孙亮

兆瓦级风力发电机组整机结构强度分析    金大伟

小型水平轴被动调速风力机设计与研究    崔文篆

基于AHP-FCE的课程考试质量评价体系研究    张瑞兴

基于数值模拟的长短叶片混流式水轮机流场研究    金阳

油浸式电力变压器智能故障诊断研究    朱存

鲁苏人力资本水平比较研究    黄桂然

新能源产业投资风险分析与评估体系的构建    朱燕婷

建筑物对风能集结强化的研究    郝文兰

风能和太阳能发电系统中的储能电池    桂长清;

用小波分析来判定风力发电中电力电子的故障    张晓波;张新燕;王维庆;

我国风电发展相关问题分析    仇卫东;王智冬;李隽;

2007年风电发展情况及其带来的有关思考    蒋莉萍;

我国风电大规模开发面临的规划和运行问题分析    白建华;辛颂旭;贾德香;

风电场输出功率的概率分布及其应用    张义斌,王伟胜

世界风电技术发展趋势和我国未来风电发展探讨    许洪华,郭金东 ,鄂春良

磁性槽楔对大型永磁风力发电机性能的影响    何山;王维庆;张新燕;黄嵩;朱川江;李建明;

大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定问题及对策    迟永宁;李群英;李琰;王真;石文辉;王跃峰;

电力变压器故障诊断专家系统TFDES    何定,唐国庆,陈珩

发电设备运行与维修决策支持系统研究    董玉亮

变压器状态评估方法的研究    吴立增

风电场功率短期预测方法研究    韩爽

基于实测运行数据的风电场整体模型的研究    胡雅娟

风电机输出功率波动平抑控制的可行性研究    黄亚峰

大型风电机组故障模式统计分析及故障诊断    杨明明

基于SCADA数据的风电机组运行状态评估方法研究    万杰