宋子秋
- 作品数：11 被引量：58H指数：6
- 供职机构：华北电力大学控制与计算机工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家电网公司科技项目中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：电气工程动力工程及工程热物理自动化与计算机技术更多>>
- 海上漂浮式风电场高比例并网一次调频控制策略研究被引量：2
- 2023年
- 为了缓解电力系统因漂浮式风电场高比例并网而造成频率波动加剧的问题,建立了含漂浮式风电场的混合电力系统一次调频模型,并基于电池储能设计了一次调频协调控制策略。对负荷基准为1000 MW的漂浮式风力机区域进行数值模拟,区域内含100台5 MW的漂浮式风力机,每台配备1500 kW×60 s电池储能系统,分析对比了转子动能与超速减载联合一次调频控制策略与电池储能参与一次调频控制策略下混合电力系统的频率响应。结果表明:在负荷阶跃变化和随机变化的场景下,电池储能参与一次调频可以降低电力系统频率偏差和稳态误差,加快调频响应速度,使漂浮式风电机组的输出功率更加均匀,有效提高了风电机组运行的稳定性和经济性,改善了电力系统的调频性能。
- 宋子秋余照国胡阳刘吉臻
- 关键词：一次调频电池储能
- 数据驱动的风电场全工况非线性调频动态建模
- 2023年
- 当前风电场级并网调频面临较大挑战。为降低建模复杂度,采用风电场并网点实际运行数据,提出了风电场出力范围内全工况一次调频特性时域差分动态建模方法。首先,进行机理分析并确定输入输出变量,完成数据采样和处理。然后,提出离散工况抽样和非线性评估方法,建立了单工况子空间模型,并进行间隙测度评估全工况调频响应动态非线性度。此后,为高效逼近全工况复杂非线性调频特性,构建混杂有限差分回归向量,并对其张成的差分动态空间进行凸划分,在各子工作域均匀选取建模样本并采用带注意力机制的长短期记忆神经网络进行全工况建模。最后,经过某风电场并网点调频运行数据进行验证,表明所提出的全工况有限差分动态建模方法具有任意精度逼近能力,可有效表征风电场一次调频复杂非线性响应特性。
- 胡阳胡阳房方宋子秋房方宋子秋
- 关键词：风电场子空间辨识
- 考虑冰载荷的近海固定桩风电机组运行特性建模与分析被引量：7
- 2021年
- 研究冰载荷在其全生命周期内对海上风力机性能的影响,有助于提高寒冷水域海上风力机抵御冰载荷的能力,提高风力机的安全性与寿命。为分析风、冰、风力机的耦合特性,建立准静态与动态冰载荷模型以及风冰耦合下的塔筒振动模型,定性证明冰载荷对风力机性能的影响。该文以FAST和Matlab/Simulink为平台,仿真多风况、多冰况、不同控制策略下NREL 5MW近海管桩塔基风力机的响应,并建立风力机联合冰载荷小信号模型,从时域和频域的角度对风力机稳态与动态的变化进行分析。分析结果表明,风力机输出功率在MPPT策略下会随着冰载荷的增大而减小;风力机机械载荷随着冰载荷的增大而增大;并证明可以通过变桨的方式来控制风力机冰载荷,降低系统机械载荷,提高系统的安全性能。
- 宋子秋刘吉臻胡阳房方余照国
- 关键词：小信号动力响应
- 基于LPV-MPC的风电机组功率-载荷协调控制策略
- 2024年
- 大型风电机组变桨控制是一个复杂的非线性控制任务,如何在系统约束和风速扰动的条件下实现功率调节和载荷降低成为难题。针对该问题,文章采用机理与参数辨识方法构建了一个面向控制的线性变参数(LPV)模型,LPV模型引入间隙度量理论来降低模型复杂度,为控制设计提供了更加精确的线性模型。设计了时变卡尔曼滤波器,实现了风机的最优状态估计,基于获得的最优状态,提出了自适应模型预测(MPC)变桨控制器,MPC控制器能够根据实时风速变化调整预测模型,在满足系统约束的条件下实现大型风电机组功率-载荷的协调控制。OpenFAST对比仿真实例表明了模型与控制器的有效性。
- 梁栋炀宋子秋刘亚娟
- 关键词：变桨控制
- 计及碳收益的风电场混合储能容量优化配置被引量：7
- 2022年
- 风电场输出功率波动剧烈,直接并网会影响电力系统的安全稳定运行,需要配置储能平滑风电功率使其满足并网要求。为克服滑动平均法追随性差而导致储能配置容量较大的问题,提出分级滑动平均法用于确定风电功率平滑目标;采用Butterworth低通滤波对风电功率偏移量进行分解,将低频分量和高频分量分别作为锂电池储能和飞轮储能的参考功率;考虑储能初始投资及置换等成本以及售电收益、碳交易收益,建立风电场混合储能容量优化配置模型,并采用自适应混沌粒子群优化算法进行求解;利用某48MW风电场的运行数据进行仿真验证。仿真结果表明:分级滑动平均法更适用于确定风电功率平滑目标,锂电池与飞轮混合储能有利于提高风储系统全生命周期的净收益。
- 陈崇德郭强宋子秋胡阳
- 关键词：混合储能飞轮储能
- 灵活智能燃煤发电技术及评价体系被引量：9
- 2022年
- 灵活智能燃煤发电是助力我国实现“双碳”目标,构建清洁低碳、安全高效能源体系的重要发展方向。从工程视角出发,系统阐述灵活智能燃煤发电基础理论与关键技术,并指出发展要点。首先,定义灵活智能燃煤发电的概念,梳理其主要特征及技术领域;然后,从智能化建模方法、智能多维调控理论、灵活智能燃烧技术各个方面进行论述;在此基础上,从机炉性能、设备健康程度、低碳环保、可持续发展等角度给出了灵活智能燃煤发电技术的评价体系;最后,总结灵活智能燃煤发电对我国电力行业发展的重要意义,并指出未来应重点关注存量机组改造,研发新一代超净超灵活燃煤发电技术,并协同清洁能源大基地建设。
- 刘吉臻李云鸷宋子秋房方牛玉广曾德良
- 关键词：低负荷稳燃超低排放
- 储能协调蓄热式电锅炉主动消纳风电的方法研究被引量：14
- 2017年
- 针对冬季供热期我国北方地区因电网风电接纳能力不足导致的严重弃风问题,提出了储能协调蓄热式电锅炉主动消纳风电的方法。在综合考虑弃风电量、储能规模、蓄热式电锅炉运行工况等因素下,建立了风电-电锅炉-储能的"源-荷-储"模型。在蓄热式电锅炉额定功率和跟踪风电弃风功率的不同运行工况下,对比分析了系统的风电弃风消纳量以及加入储能前后蓄热式电锅炉对风电弃风的跟踪效果。通过工程实例验证了该方法的有效性,为储能协调蓄热式电锅炉主动消纳风电建模提供了理论依据。
- 方劲宇宋子秋韩晓娟修晓青
- 关键词：弃风储能蓄热式电锅炉
- 基于MIC-LSTM与CKDE的风电机组机舱温度区间预测被引量：12
- 2020年
- 风电安全技术的发展在新能源生产安全中具有重要意义。风力发电机组机舱温度预测可提前发现机舱温度的异常变化,为监测和控制系统提供温度预警信号,从而保障内部设备安全稳定运行。提出基于最大信息系数(MIC)的变量筛选方法,选取与机舱温度相关性较高的变量作为输入变量,然后基于长短时记忆(LSTM)网络建立了多变量机舱温度单点预测模型,通过与其它3类预测模型的性能对比表明了所提方法精度更高;基于LSTM网络模型的预测结果及其误差数据集,采用条件核密度估计(CKDE)法建立了不同置信度下机舱温度预测值的波动区间,依据具体实例验证了不确定性区间预测模型的有效性和可靠性。
- 程逸胡阳马素玲宋子秋
- 风电机组运行动态数字孪生建模及半物理仿真
- 2024年
- 面向数字孪生技术所提出的精准映射与实时仿真需求,针对大型风电机组复杂非线性运行特性,提出了一种多输入-多输出(multi-input multi-output,MIMO)有限差分域-混合半机理(finite difference domain-hybrid semi-mechanical,FDD-HSM)数字孪生建模方法,建立了含物理控制器的风电机组数字孪生半物理仿真系统。推导机组集成动态MIMO-FDD-HSM模型结构;定义可表征机组运行工况的有限差分回归向量,完成全工况下有限差分空间紧致凸划分、参数模型辨识以及非参数模型训练;联合物理控制器搭建风电机组数字孪生仿真系统,开展硬件在环实时仿真。结果表明:该仿真系统具有高精度、实时逼近能力。
- 胡阳王蔚然房方房方许昱涵宋子秋
- 关键词：风力发电半物理仿真
- 降低海面覆冰载荷影响的近海固定式风电机组安全控制
- 2023年
- 海面覆冰载荷是寒冷地区海上风电设计和运营中需要考虑的重要因素。该文建立风扰动及海面覆冰扰动下海上风电机组的T-S模糊增量模型;采用分布补偿控制率,通过控制桨距角增量以达到保持风电机组功率稳定、降低海面覆冰载荷影响的控制目标,基于Lyapunov稳定性理论,利用线性矩阵不等式(linear matrix inequality,LMI)方法求解相关增益,完成模糊状态观测器及模糊状态反馈控制器的设计,设计过程中考虑H∞性能指标以减少风扰动及海面覆冰载荷扰动对系统的影响。仿真结果表明,所设计的模糊状态观测器能够准确跟踪机组运行状态;所设计的降载控制器可有效降低风扰动及海面覆冰扰动对系统动态性能的不利影响,使风电机组功率及塔顶位移保持在较为稳定的范围内。
- 刘亚娟孙荷雨宋子秋任鑫房方
- 关键词：海上风电机组T-S模糊模型状态反馈控制
