计及风速风向时空特征和三维混合地形影响的风电场并网系统可靠性评估和优化研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51907103
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0704.电力系统与综合能源
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The power outage event of Texas power system on February 26 indicates that spatial-temporal characteristics of wind speed and direction could create a considerable impact on power system reliability. Moreover, the wind farm are usually across a mixture of terrains, i.e., plains, hills, coasts, etc., which further aggravates the importance of the spatial-temporal characteristics of wind speed and direction..Aimed at the current trend of large-scale and centralized wind energy utilization in China, this project focuses on the problems of spatial-temporal characteristics of wind speed and direction and wind farm mixture terrains in reliability evaluation and optimization. The research is going to be further extended from the applicant’s existing journal papers in the area of reliability evaluation and optimization of wind farm integrated power system..This project reveals the spatial-temporal correlation, gustiness, and stochasticity of wind speed and direction using scale division and feature extraction approach. A wind speed and direction simulation model is established considering these characteristics, providing adequate and accurate wind speed and direction samples for reliability evaluation. With wind farm contour line and GPS coordinates, this project constructs the three-dimensional mixture terrain of wind farm using mesh generation and terrain fitting approach. Such approach enables accurate consideration of three-dimensional mixture terrain’s influence on wind farm power output in reliability evaluation. This project develops an optimization model for levelized reliability benefit and cost of energy considering the temporal value of loss of energy expectation. The optimal planning solution is solved from such model using intelligent optimization algorithms. This project could provide theoretical and technical support for the reliability evaluation and optimization of wind farm integrated power systems.
美国德州电网“2.26”停电事件表明,风速风向时空特征会对电力系统可靠性造成较大影响,而风电场地形常由平原、丘陵、海岸等多类地形混合组成,加剧风速风向时空特征。.项目针对我国风能大规模、集中式开发的现状,聚焦可靠性评估和优化中面临的风速风向时空特征、风电场混合地形等难题,以申请人已取得的风电场并网系统可靠性评估和优化方面论文成果为基础展开研究。.项目通过尺度划分和特征提取方式,揭示风速风向时空相关性、短期持续性和随机性特征,建立计及这些特征的风速风向仿真模型,为可靠性评估提供充足和准确的风速风向样本;根据风电场等高线和GPS坐标,通过网格划分和地形拟合方式,构建三维混合地形风电场,在可靠性评估中准确考虑三维混合地形对风电场出力的影响;计及期望失电量的时间价值,构建单位发电量可靠性效益与成本优化模型,根据智能优化算法求解最优规划方案。项目可为风电场并网系统可靠性评估和优化提供理论和技术支撑。

结项摘要

随着化石能源的加速枯竭和环境问题的日益加剧,风电场等可再生能源电厂在电力系统中的渗透率逐年增大。但风电功率受风况时空特性影响而呈现较高不确定性,为含风能电力系统的可靠性评估和优化提出严峻挑战,其中,发电系统充裕度是电力系统可靠性的重要组成部分。因此,本项目通过研究更精准的风速仿真模型和风速概率分布模型,进而计及风况时空特征。将这些模型嵌入时序Monte Carlo模拟法中,提出计及风况时空特征的含风能发电系统充裕度评估方法,为含风能发电系统的最优规划提供量化决策依据。.为在任意时间步长下仿真风速样本,本项目研究基于互转换Ornstein–Uhlenbeck(OU)过程风速仿真模型,应用OU过程为仿真风速样本设定仿真时间步长,克服实测风速样本对仿真时间步长的制约,应用互转换操作确保仿真风速样本服从与实测风速样本相似的参数型分布,并保留相似的风速自相关特性。将基于互转换OU过程风速仿真模型与时序Monte Carlo模拟法结合,提出仿真时间步长可变的含风能发电系统充裕度评估方法,评估任意仿真时间步长下的期望失电频率、期望失电量和期望失电持续时间指标,揭示仿真时间步长与三类指标间的灵敏度关系,为设定合适仿真时间步长提供依据。为更准确拟合风速概率分布,本项目引入Maxwell(MAX)分布和Power Maxwell(P-MAX)分布用于风速概率分布拟合,并基于最大似然法、矩估计法和最小二乘法求取MAX分布和P-MAX分布参数。为计及风速日特性和季特性,本项目研究两阶段风速仿真模型,第一阶段应用24小时联合风速概率分布计及风速日特性,第二阶段应用最优季度系数计及风速季特性,再提出计及风速日特性和季特性的风速仿真算法。将两阶段风速仿真模型与时序Monte Carlo模拟法结合,提出计及风速日特性和季特性的含风能发电系统季度充裕度评估方法,评估季度期望失电频率、季度期望失电量和季度期望失电持续时间指标,揭示风速季特性对含风能发电系统季度充裕度指标的影响。.通过研究更精确的风速仿真模型和风速概率分布模型,并将其与含风能发电系统充裕度评估结合,将有利于提高含风能发电系统充裕度评估精度,为含风能发电系统的最优规划提供量化决策依据,以较低的经济成本提升发电系统充裕度。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(4)
A two-phase wind speed simulation model considering diurnal and seasonal patterns and its application to adequacy assessment
考虑昼夜和季节模式的两相风速模拟模型及其在充足性评估中的应用
  • DOI:
    10.1063/5.0059911
  • 发表时间:
    2021-09
  • 期刊:
    Journal of Renewable and Sustainable Energy
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Shuwei Miao;Haoran Xiong;Dan Li;Yingzhong Gu
  • 通讯作者:
    Yingzhong Gu
基于互转换Ornstein-Uhlenbeck过程的风速仿真模型及应用
  • DOI:
    10.7500/aeps20210316004
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    电力系统自动化
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    缪书唯;蒋晨;李丹;柯其志
  • 通讯作者:
    柯其志
Fitting the wind speed probability distribution with Maxwell and power Maxwell distributions: A case study of North Dakota sites
用麦克斯韦分布和功率麦克斯韦分布拟合风速概率分布:北达科他州站点的案例研究
  • DOI:
    10.1016/j.seta.2021.101446
  • 发表时间:
    2021-07-15
  • 期刊:
    SUSTAINABLE ENERGY TECHNOLOGIES AND ASSESSMENTS
  • 影响因子:
    8
  • 作者:
    Li, Dan;Miao, Shuwei
  • 通讯作者:
    Miao, Shuwei

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

基于最优RBF核主成分的空间多维风电功率降维及重构
  • DOI:
    10.13335/j.1000-3673.pst.2019.2626
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    电网技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李丹;杨保华;张远航;缪书唯;王奇
  • 通讯作者:
    王奇

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码