本文關(guān)鍵詞：濃縮風(fēng)能型風(fēng)電機(jī)組流場(chǎng)特性及變槳距控制研究

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【摘要】：伴隨人類日益增長的能源需求,能源危機(jī)與環(huán)境污染的問題不斷加劇,與傳統(tǒng)化石能源相比,風(fēng)力發(fā)電是一種能夠解決人類發(fā)展進(jìn)步與保護(hù)自然環(huán)境協(xié)調(diào)問題的有效措施。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)快速發(fā)展,隨著裝機(jī)容量的提高,風(fēng)電已成為電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。近些年來風(fēng)電機(jī)組研究主要集中在適用于風(fēng)資源豐富地區(qū)的大型機(jī)組,并且朝著大型化的方向發(fā)展,而適用于風(fēng)資源條件較差,電力負(fù)載小,電網(wǎng)建設(shè)不完善無電少電地區(qū)的中小型風(fēng)電機(jī)組研究較少。在已有的中小型風(fēng)電機(jī)組中,濃縮風(fēng)能型風(fēng)電機(jī)組可以通過濃縮風(fēng)能裝置有效提高風(fēng)速,利用低品位風(fēng)能。在現(xiàn)有成果基礎(chǔ)上,論文為進(jìn)一步提高濃縮風(fēng)能型風(fēng)電機(jī)組整體性能,進(jìn)行了以下研究：對(duì)風(fēng)電機(jī)組的各種模型進(jìn)行機(jī)理分析,參考自然風(fēng)特性,結(jié)合已有濃縮風(fēng)能裝置研究結(jié)果,分析濃縮風(fēng)能裝置流場(chǎng)具有的特點(diǎn)。在來流風(fēng)況是均勻來流的條件下,通過對(duì)風(fēng)速分布的研究,建立風(fēng)速分布坐標(biāo)系,采集不同來流風(fēng)速以及不同位置的風(fēng)速樣本,對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到濃縮風(fēng)能裝置內(nèi)環(huán)狀分布的流場(chǎng)特性解析表達(dá)。根據(jù)機(jī)組設(shè)計(jì)需求,選用美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室的翼型,設(shè)計(jì)了由S833,S834,S835翼型組成用于風(fēng)輪直徑900mm的葉片,得到葉片各項(xiàng)參數(shù)。研究變槳距控制方法,分析變槳距過程涉及到的各種載荷,對(duì)比變槳距驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)劣。將得到的風(fēng)模型與葉片參數(shù)以及其他模型參數(shù)導(dǎo)入風(fēng)電機(jī)組仿真軟件,建立風(fēng)電機(jī)組模型。通過修改軟件內(nèi)部風(fēng)文件,得到需要的風(fēng)模型輸入。假定湍流度不變的情況下,對(duì)比發(fā)現(xiàn)風(fēng)能濃縮裝置內(nèi)風(fēng)速波動(dòng)有所提高。在功率控制仿真中,采用PI控制器,通過優(yōu)化控制參數(shù),得到槳距角對(duì)風(fēng)速變化的響應(yīng)控制,進(jìn)而將功率輸出變化控制在一定范圍內(nèi)。仿真結(jié)果表明,濃縮風(fēng)能裝置提高了平均風(fēng)速,但風(fēng)速波動(dòng)幅值增加,而變槳距控制可以在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定功率輸出,提高了風(fēng)電機(jī)組的整體性能。
【關(guān)鍵詞】：濃縮風(fēng)能 流場(chǎng)特性 變槳距控制
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM315
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 研究背景及意義9-11
• 1.2 濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳距控制研究現(xiàn)狀13-16
• 1.4 論文的主要工作16-17
• 第2章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本模型17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 風(fēng)輪模型17-21
• 2.2.1 動(dòng)量理論18-20
• 2.2.2 葉素理論20-21
• 2.2.3 葉素-動(dòng)量理論21
• 2.3 發(fā)電機(jī)模型21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 第3章 濃縮風(fēng)能型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組24-37
• 3.1 引言24
• 3.2 自然風(fēng)特性24-26
• 3.2.1 平均風(fēng)速特性24-26
• 3.2.2 風(fēng)切變特性26
• 3.3 濃縮風(fēng)能裝置流場(chǎng)26-32
• 3.3.1 濃縮風(fēng)能裝置及其內(nèi)部流場(chǎng)特點(diǎn)27-29
• 3.3.2 數(shù)據(jù)處理與建模29-32
• 3.4 葉片設(shè)計(jì)32-36
• 3.4.1 設(shè)計(jì)條件33
• 3.4.2 翼型選擇33-34
• 3.4.3 葉片基本參數(shù)34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 變槳距控制37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 變槳距載荷分析37-38
• 4.3 變槳距機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)方式38-39
• 4.4 變槳距控制39-40
• 4.5 變槳控制器設(shè)計(jì)40-43
• 4.6 仿真計(jì)算43-48
• 4.7 本章小結(jié)48-49
• 第5章 結(jié)論與展望49-51
• 5.1 結(jié)論49
• 5.2 展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果55-56
• 致謝56

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 邢作霞;陳雷;孫宏利;王哲;;獨(dú)立變槳距控制策略研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報(bào);2011年26期

2 周正葉;洪榮晶;高學(xué)海;王學(xué)輝;;風(fēng)電機(jī)組變槳距功率簡化計(jì)算方法[J];軸承;2011年11期

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6 姚興佳;劉s，

本文編號(hào)：1114406