發(fā)布時(shí)間：2020-05-29 05:51

【摘要】： 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)作為新能源技術(shù)的一種,近幾年來(lái)在我國(guó)已經(jīng)初步成熟。在分析國(guó)內(nèi)外風(fēng)電技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)葛勞渥旋渦理論的介紹,應(yīng)用直流電產(chǎn)生的磁場(chǎng)模擬流經(jīng)葉片后產(chǎn)生的尾流的特性,得出漩渦的誘導(dǎo)速度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系,求出相應(yīng)的關(guān)系式。 本文采用平均風(fēng)速分量和湍流分量相疊加的風(fēng)速模型。在這種模型中,平均風(fēng)速可在一定的時(shí)間尺度內(nèi)保持不變,風(fēng)速的變化由湍流分量給出。風(fēng)場(chǎng)內(nèi)的大氣流動(dòng)平均速.度符合威布爾(Weibull)分布函數(shù),而湍流分量通過(guò)對(duì)隨機(jī)過(guò)程的基本理論的研究,應(yīng)用修正的Von Karman函數(shù)來(lái)描述自然界風(fēng)的分布,在比較幾種現(xiàn)有風(fēng)速模型的基礎(chǔ)上采用了一種基于自回歸理論的風(fēng)速模型,用Yule-Walker方程確定出自回歸模型的各自回歸系數(shù),用自回歸模型表示,得到風(fēng)速模型的表達(dá)式。通過(guò)對(duì)比實(shí)際風(fēng)速變化和風(fēng)速模型的仿真結(jié)果,驗(yàn)證了這種風(fēng)速模型的正確性。研究常用的風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩輸出數(shù)學(xué)計(jì)算模型,采用基于葉片微元受力分析的風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩計(jì)算模型進(jìn)行建模仿真,確定出輸出功率的變化。、 在風(fēng)電場(chǎng)中,由于尾流的影響,坐落在下風(fēng)向的風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)速將低于坐落在上風(fēng)向的風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)速。Jensen模型較好地模擬了平坦地形的尾流情況。而Lissaman提出的針對(duì)各臺(tái)風(fēng)機(jī)的位置高低變化建立的Lissaman模型,較好地近似模擬有損耗的非均勻風(fēng)速場(chǎng)。由于機(jī)組間尾流效應(yīng)的影響,根據(jù)在某一風(fēng)向上游風(fēng)力機(jī)對(duì)下游風(fēng)力機(jī)的遮擋及遮擋面積的不同,模擬了下游風(fēng)力機(jī)風(fēng)速的變化。并對(duì)下游風(fēng)力機(jī)受上游風(fēng)力機(jī)的投影的遮擋面積、兩個(gè)風(fēng)電機(jī)組的距離與風(fēng)輪半徑的比值,及各臺(tái)風(fēng)機(jī)的位置高低不同等參數(shù)對(duì)下游風(fēng)力機(jī)風(fēng)速的影響進(jìn)行了分析,進(jìn)而確定出較理想情況下,下游風(fēng)力機(jī)離上游風(fēng)力機(jī)的距離和尾流效應(yīng)對(duì)風(fēng)機(jī)輸出功率的影響,并進(jìn)行了實(shí)例分析,證明了該模型的有效性。
【圖文】：

常流動(dòng)的動(dòng)量方程，來(lái)討論理想狀態(tài)下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的最大風(fēng)能利用系數(shù)。貝茲理論〔42]的假設(shè)條件如下:(1)風(fēng)輪流動(dòng)模型可簡(jiǎn)化成一個(gè)流管，如圖2一1所示;(2)風(fēng)輪沒(méi)有錐角、傾角和偏角，這時(shí)風(fēng)輪可簡(jiǎn)化成一個(gè)平面槳盤(pán);(3)風(fēng)輪葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)沒(méi)有摩擦阻力，，風(fēng)輪前未受擾動(dòng)的氣流靜壓和風(fēng)輪后的氣流靜壓相等;(4)作用在風(fēng)輪上的推力是均勻的。圖2一1風(fēng)輪流動(dòng)的單元流管模型假定空氣是不可壓縮的，連續(xù)性條件可以表達(dá)為:又K=SV二又K (2.1)

當(dāng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)葉尖的氣流隨后成螺旋狀，各后緣旋渦本身也成螺旋狀。同樣的，靠近輪毅處的螺旋狀氣流也將其作用加于其它葉片的輪殷旋渦。為了確定速度場(chǎng)，可以用附著渦來(lái)代替各個(gè)葉片的作用。因此風(fēng)輪的旋渦系如圖2一3所示:附.潤(rùn)附價(jià)湃旋后修旅湃a)低速風(fēng)輪b)高速風(fēng)輪圖2一3風(fēng)輪的旋渦系在空間給定一點(diǎn)處的風(fēng)速，可以看作是未受干擾的風(fēng)速和旋渦系的誘導(dǎo)速度的合成。旋渦誘導(dǎo)速度本身又可看成是以下三個(gè)旋渦系疊加的合速度:一、以風(fēng)輪軸線為中心的旋渦;二、附著在各個(gè)葉片上的旋渦;三、從各個(gè)葉尖流出的螺旋狀漩渦。2.2.2對(duì)應(yīng)電路與誘導(dǎo)速度的確定從流體力學(xué)可知，和直流電產(chǎn)生的磁場(chǎng)相同，并且漩渦的誘導(dǎo)速度可由畢奧一薩伐爾定律和安培定律求得娜l。 眨眨眨不不一一lll一 一‘‘ ‘申心.城環(huán)瑯早段圖2一4對(duì)應(yīng)電路模型
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TK83

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張鎮(zhèn);張曉東;;基于半經(jīng)驗(yàn)公式的風(fēng)力機(jī)尾流模型研究[J];現(xiàn)代電力;2012年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 王硯帛;風(fēng)電場(chǎng)建模及風(fēng)電場(chǎng)能量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2011年

2 郭永;電力系統(tǒng)最優(yōu)潮流量子進(jìn)化膜算法優(yōu)化研究[D];西南交通大學(xué);2012年

3 李曉冰;風(fēng)電場(chǎng)布機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化[D];華北電力大學(xué);2012年

4 馬理勝;船舶用風(fēng)帆自動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D];大連海事大學(xué);2012年

5 郭德森;大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)集風(fēng)罩系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[D];江南大學(xué);2012年

6 王偉娜;基于實(shí)測(cè)風(fēng)功率曲線的風(fēng)機(jī)控制方法研究[D];北京交通大學(xué);2013年

7 齊雯;大型風(fēng)電場(chǎng)等值建模及其并網(wǎng)穩(wěn)定性研究[D];北京交通大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2686502