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目的 在加快推动沿海能源清洁化转型、调整产业结构趋势下，海上风电由于其风资源丰富、利用小时数高、消纳便利等优点，将成为沿海省份电力能源安全、清洁、高效转型的重要支撑。 方法 文章对海上风电产业现状与未来发展前景进行全面分析，预测了未来近海浅水区和深远海海风产业综合降本的趋势。 结果 结果表明，广东海域“十四五”期间能否实现平价上网与年均综合降本速度相关；广东部分风资源条件较好的深远海项目至“十四五”末期能够实现平价上网，同时在规模效应下仍有进一步降本空间。 结论 我国海上风电产业链逐步完善，但仍有许多关键部件、核心技术依赖进口，需要不断开展国产化研究，实现产业成本的有效降低。
, 最新更新时间 , doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.****.**.***
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目的 海上升压站上部组块的圆管-工字钢节点数量众多，构造形式复杂，一般结构设计软件无法对其进行校核，亟需可行的校核设计方法与加强构造方案的优化研究。 方法 选取海上升压站上部组块的典型圆管-工字钢节点建立简化模型，并为该简化模型设计五种加劲肋构造方案。采用有限元软件仿真方法，对模型分别施加轴压位移、面内转角、面外转角这三种典型的位移加载工况，对五种加劲肋方案的塑性发展情况和破坏形式进行分析。选取某纵向加劲肋方案，依据规范规定假定加劲肋的有效受力截面，对复杂荷载作用下加劲肋应力校核提出简化计算方法，并采用有限元方法进行验证。 结果 结果表明，无加强的圆管-工字钢节点无法满足“强节点弱构件”的设计要求，采取加劲肋等加强措施是必要的。纵向加劲肋方案具有更高的承载力与更好的经济性，纵向加劲肋对于梁腹板受剪承载力至关重要，而横向加劲肋无法提高受剪承载力。有限元分析给出的应力分布情况与简化计算方法的假定是一致的，简化计算方法给出的应力水平高于有限元分析的结果，表明该方法是可行且偏于安全的。 结论 纵向加劲肋方案是较优的节点加强方案。应用所提出的简化计算方法，可对纵向加劲肋方案进行高效的校核。
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目的 风电大规模接入电网给电网运行的稳定性尤其频率稳定带来极大挑战。为改善大规模风电接入电网导致的调频能力不足，提升风电并网频率适应性能力，风电机组亟须具备调频功能及响应及时性。 方法 文章采用基于转子动能和桨距角备用的调频系统方案，在电网频率变化时可快速精确地为电网提供有功支撑。首先在对惯量响应和一次调频算法逻辑进行理论分析的基础上，进行主控算法设计；然后在联合仿真平台进行功能性验证。 结果 最后在某项目进行实测，其仿真和测试结果表明，基于转子动能和桨距角备用的调频系统方案可应对多种电网频率变化，快速提供有功支撑。 结论 风电机组的调频系统方案可在多种频率变化工况下进行快速地惯量响应（响应时间小于500 ms）和一次调频响应（响应时间小于5 s），并为电网提供稳定的有功支撑，有助于辅助电网频率恢复，有效提升风电机组的频率适应性。
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目的 随着风力发电技术的发展，永磁风力发电机单机容量不断增加，发热功率也随之增大，发电机散热正面临前所未有的挑战，如何有效地解决发电机温升高、散热难的问题一直是我们研究的重点。 方法 文章基于STAR-CCM+软件平台建立了发电机散热-冷却一体化数值模拟方法，通过与实验值对比验证了数值计算方法的可靠性。在此基础上对大功率永磁风力发电机内部温度分布规律以及冷却系统散热性能影响因素进行了研究。 结果 在额定功率下，绕组、定子铁芯的最高温度出现在中层区域，工艺条件允许的情况下，冷却水管位置应尽可能靠近绕组，以带走更多的热量；增大发电机总进风量，可显著降低定子铁芯温度和绕组温度；进风温度与绕组、定子铁芯最大温度呈线性关系，进风温度每降低5℃，最高温度降低约1.4℃，降低进风温度可一定程度上改善发电机散热性能；进水温度与绕组、定子铁芯最大温度呈线性关系，进水温度每降低5℃，最高温度降低约3.3℃，降低进水温度可大幅提升发电机散热性能。此外，冷却水管与定子铁芯的间隙极大地阻碍了冷却水管的换热，在间隙中填充导热性能好的材料可有效改善发电机散热性能。 结论 文章所得结论可有效指导永磁风力发电机的散热设计，能够保障风电机组在正常工作中安全运行。
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目的 新型电力系统背景下，风机的低碳检修与常规机组的协同检修等问题亟待解决。文章兼顾多属性气象因子影响和低碳性、经济性需求，建立基于连续隐马尔可夫的风水火联合低碳检修优化模型。 方法 首先，以降雨量、风速、雷电危险度为观测序列，以检修容量为隐状态序列，利用连续隐马尔可夫（Continuous Hidden Markov Model, CHMM）过程实现对风电场检修容量的动态跟踪。然后，以最优检修容量为决策依据、以总成本最小为优化目标，统筹考虑检修约束、系统控制约束等，构建风水火联合低碳检修优化模型。最后，以IEEE30节点系统进行算例展开研究。 结果 结果表明，所提模型具有更显著的经济效益和低碳特性。 结论 文章所做研究对风机的运行维护具有较高的理论价值，工程适用性较强。
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目的 顶部灌浆导管架桩基是海上风电导管架在黏土海床中的一种新型基础应用型式。由于灌浆段能承担部分载荷，其受力变形机制与管桩有显著差异，现有设计常忽略基础中各部分的承载力分担情况，仅当空心管桩处理，忽略了灌浆段的作用。 方法 文章对比了现有海洋桩基础和中尺度基础的承载力计算公式，分析了不同公式对顶部灌浆导管架桩基的适用性；采用有限元方法建立了黏土海床中的顶部灌浆桩基数值模型，通过与现场试验、离心模型试验结果对比验证模型的有效性；最后基于有限元结果分析了适用于顶部灌浆桩基的竖向承载力计算公式，探究了不同地层强度分布和不同长径比下的基础承载特性与分担规律。 结果 结果表明：对于不同表层强度的强度线性增加土层，随着表层强度的增加，灌浆段承载力也随之增大，但灌浆段承载力占比逐渐减小；在相同土层情况下，随着桩基入土深度的增加(长径比的增大)，灌浆段承载力占比也逐渐减小。 结论 综上所述，灌浆段的存在可以增加导管架桩基的竖向承载力，对于导管架桩基工程的优化具有参考意义。
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目的 目前我国海上风电平台对于附近船舶的监控手段主要是船舶AIS系统以及远程摄像头，这种缺乏信息化技术的手段往往需要耗费大量的人力、物力。为了能有效预警海上风电平台附近的船舶，文章分析了目前对于海上船舶识别任务所存在的亟待解决的问题，提出一种结合改进型Faster-RCNN网络以及船舶AIS信息的海上船舶融合检测算法。 方法 首先提出Fast-RCNN模型3个方面的改进意见，对传统Faster-RCNN模型进行特征提取网络，对主干网络以及损失函数等结构进行调整；其次，基于改进型Faster-RCNN网络对远距摄像头拍摄的图片进行船舶检测，并结合船舶AIS系统相关信息对结果进行补充与校正；最后，根据模型训练过程保存的最优模型在验证集上进行测试，采用查准率（Precision）、查全率（Recall）以及平均准确率（Average Precision，AP）指标对各个模型进行评价。 结果 不同特征提取网络、分类损失函数的Faster-RCNN模型推理速度及精度得到了较大提升；海上风电平台对于船舶的监控能力得到改善；结合船舶AIS系统对海上船舶信息进行处理并获取其航行轨迹，实现了对远程摄像头拍摄图片中的船舶的检测。 结论 实验表明，对传统Faster-RCNN进行特征提取网络以及分类损失函数的替换，能够有效提升该网络在船舶识别任务中的检测精度，并且通过融合船舶AIS系统能够有效获取船舶的运行轨迹。
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目的 随着双碳目标的稳步推进，越来越多的分布式可再生能源接入电网，其中，在经济发达、沿海电力负荷大的地区，大力开发海上风力发电已成为国内外学者广泛关注的热点领域。然而，风力发电固有的间歇性，特别是台风期间海上风电场与主网主动断开时，会对受端电网造成不利影响。 方法 为了实现台风期间海上风电友好接入，考虑到氢储能具有储存效率高、排放低和应用广泛等优点，文章提出了一种海上风电场与氢能管理系统（Hydrogen Management System，HMS）之间的协同控制方法，一方面台风临近时期，可在正常运行下最大限度地利用风能发电；另一方面台风过境，海上风电逐步脱网时氢能系统释放电能以缓解风电场的有功骤降，弥补传统发电机组启用存在爬坡率等问题，以减小其对受端电网的不利影响，有效平移海上风电输出的波动性。文章首先详细介绍了海上风电场与氢能系统的物理建模方法及控制模型，并根据台风期间说明了二者之间的协同控制策略。 结果 最后，通过仿真验证了所提方法使海上风电场能够更灵活且友好地满足台风期间的并网运行。此外，氢储能系统可在正常运行下最大限度地利用风能发电。 结论 并在台风期间通过控制氢能系统释放电能以弥补传统发电机组启用存在爬坡率等问题，以减小其对受端电网的不利影响。
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目的 本文旨在研究空中风力发电系统（Airborne Wind Energy System, AWES）的测风需求及设备选型。 方法 文章以某空中风力发电示范工程为依托，开展测风激光雷达与风廓线雷达的对比观测试验，并对数据获取率、垂直廓线特征和时间变化特征进行分析。 结果 结果显示，在3 km高度范围内，测风激光雷达的数据获取率随高度递减至不足0.4，风廓线雷达的数据获取率则维持在0.98以上，具有更好的观测适应性；两种测风设备的风速、风向垂直廓线以及逐日、多日波动特征均具有一致性，并且能被再分析资料和高空气象站同期探空资料所验证。测风激光雷达观测结果的中位数、极差、标准差等统计特征与再分析资料更接近，相关性更好；风廓线雷达观测结果的极差和标准差整体偏大，测风精度不及测风激光雷达。 结论 本文研究表明，应根据项目所在地的气候状况，在空中风力发电站工程的不同设计阶段合理选择测风设备，科学设置测风方式。
, 最新更新时间 , doi: 10.16516/j.gedi.issn2095-8676.2023.0000-00
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目的 针对广东省燃煤电厂联合储能AGC调频项目经济效益情况问题，通过建立典型工程案例的方法进行展示。 方法 文归纳总结了最新版本南方区域调频辅助市场收益结算规则，计算出广东省内典型2典型00 MW燃煤机组采用磷酸铁锂电池储能的调频性能指标，然后建立收益模型，对成本、里程、出清价格、运行时间等关键参数等进行了估算或假定，最后在采用合同能源管理模式下，从投资方角度测算其经济性并分析了在不同总投资、投运年份及收益分成情况下的财务指标变动情况。 结果 结果表明在已有测算的情况，除了第一种分成方案外，其他场景下的资本金内部收益率均超过7%。 结论 在广东地区四年内磷酸铁锂电池储能的调频项目具有较好的投资回报，此后随着总投资的降低和分成的提升，依然可以吸引投资方参与此类型项目。
