风电机组

发力新能源新赛道，助推能源清洁低碳发展。研制具有自主知识产权的10兆瓦级及以上海上风电机组和关键部件。推进新型高效晶硅电池发展，加快钙钛矿等新一代光伏电池的研发。加强燃料电池系统集成与控制、高压和液态储氢等关键技术攻关，重点建设中日（上海）地方发展合作示范区

风电机组并网容量占比的不断增大为电力系统风电消纳带来了巨大挑战。数据中心作为高灵活性电负荷，具有电网风电消纳巨大潜力。因此，提出一种计及数据中心和风电不确定性的微电网经济调度模型。首先，根据数据中心的分层结构建立信息层和电力层之间的耦合模型；其次，针对风电出力不确定性，搭建计及数据中心和风电不确定性的微电网经济调度模型；最后，基于对偶理论和两阶段鲁棒优化算法，将调度模型转化为鲁棒优化模型并采用列和约束生成算法（column and constraint generation，C&CG）和对偶理论进行求解。算例结果表明：数据中心参与微电网经济调度可有效降低运行成本，同时系统运营商按需求可灵活调整风电出力不确定性。

风电机组参与调频可提高风电并网系统的频率稳定性，但现有下垂控制难以兼顾频率响应特性和风机自身运行状态。为此，文中提出一种计及频率变化率（rate of change of frequency，ROCOF）与转子动能的自适应下垂控制策略，充分利用转子动能参与调频，确保风机稳定运行。首先，根据系统频率情况，将ROCOF划分区间，通过分段函数构建下垂系数与ROCOF的耦合函数，确保风电机组在扰动初期释放更多能量，提高风机对频率的支撑能力，减缓频率跌落速度。然后，引入转速影响因子，根据风机自身运行状态调整下垂系数，防止风机转子失速，避免频率二次跌落。最后，在MATLAB/Simulink平台上搭建风火联合系统仿真模型验证了所提控制策略有效性。仿真结果表明所提策略在保证风机转速稳定的同时，能有效利用风机转子动能改善系统频率响应特性。

目前，调频死区对于风储联合调频的影响机理尚不明确，且风储最优调频死区参数难以获得。为此，对考虑一次调频死区的风储联合调频进行机理分析并提出最优的死区参数设置方案。首先，依据风电机组与电池储能的不同调频特性确定对应的死区模型，建立考虑风储一次调频死区的频率响应模型。其次，分析调频死区内外不同特征以及风储不同投入阶段对动态频率的影响，进而分段解析求解最大频率偏差时域表达式。然后，为兼顾调频效果与调频经济性，提出基于改进多目标粒子群(improved multi-objective particle swarm optimization, IMOPSO)算法的调频死区参数寻优方法。最后，仿真验证了将风储一次调频死区参数分别设置为0.0579 Hz和0.0386 Hz时所提方法的有效性。

参评专利 “严重液化场地风机基础承台周围地基土加 固结构”，所需原材料主要为土工格室（日常所用土工织物， 由强化的 HDPE 片材料压制而成）及水泥，当地均有销售， 且成本较低。三道加筋结构层及其间的水泥土均由开挖素土 拌合水泥而成，地表 2 米范围内回填素土（以便复耕）。参 评专利已在河南省濮阳市濮阳一期、濮阳二期、濮阳分散式 等风电场得到广泛应用，并推广到许昌市鄢陵风电场等多个 项目，累计加固液化土地基风机基础逾 40 台。通过本专利 的实施达到了液化土地基处理、提高桩基水平承载力、保证 风机基础及风电机组安全稳定运行的目的，同时大大降低了 业主方建设过程中协调工作，且不影响地表农作物耕种。

基于构网型控制的电网友好型风电机组具有黑启动、电网支撑和弱电网运行等优势，近年来逐渐被广泛研究。为探究不同电网友好型控制在不同场景下的运行性能，以全功率直驱风机为研究对象，总结归纳了4种典型的电网友好型风电机组控制策略。基于不同控制策略的架构和特点，在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建了相应电网友好型风电机组模型。分别在黑启动、风速变化、功率减载、频率支撑、电压支撑、故障恢复以及故障限流7种工况下探究不同控制策略的运行性能。最后，综合不同工况下的仿真结果，得到了总体性能最优的控制策略。

研究了直驱风电场次同步振荡分析的降阶模型，提出了基于交替方向隐式(alternating direction implicit，ADI)的平衡截断方法。首先，根据直驱式永磁同步风电机组的数学表征搭建风电场的数学模型，采用ADI方法迭代求解李亚普诺夫方程，得到可控的格莱姆矩阵与可观的格莱姆矩阵；然后，采用平衡截断的方法得到降阶模型；通过对比全阶模型与降阶模型的时域仿真波形、Bode图、计算耗时以及次同步振荡模式，验证了方法的有效性。仿真结果表明，降阶模型与全阶模型具有很好的一致性，同时计算速度提高，降阶阶数大大降低。

该成果由中国大唐集团自主研发，风电机组主控制器作为风电机组主控系统核心部件，实现对风电机组的实时控制，同时负责指令接收与数据上传。可实现风电机组的数据采集与交换、逻辑计算、动作执行、人机交互、变桨、偏航、故障报警、电网故障穿越、一次调频等功能。该系统在满足实时性的同时能够实现环境自适应优化运行能力，有效提升单台机组发电效率，使风电机组能够自动化、智能化的运行。进而打造风电领域覆盖全生态的、具有自主知识产权的风电解决方案，针对无厂家支持的现役风电机组进行电控或涉网改造，实现风电场的提质增效，并为风电机组实时数据采集、大数据状态分析和智能化升级等企业数字化转型提供坚实的技术支撑。