發(fā)布時間：2017-10-29 19:32

  本文關(guān)鍵詞：濃縮風(fēng)能型風(fēng)電機組流場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)展進步與保護自然環(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)電機組研究主要集中在適用于風(fēng)資源豐富地區(qū)的大型機組,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)電機組研究較少。在已有的中小型風(fēng)電機組中,濃縮風(fēng)能型風(fēng)電機組可以通過濃縮風(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,論文為進一步提高濃縮風(fēng)能型風(fēng)電機組整體性能,進行了以下研究：對風(fēng)電機組的各種模型進行機理分析,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)能裝置流場具有的特點。在來流風(fēng)況是均勻來流的條件下,通過對風(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,對其進行數(shù)據(jù)處理,得到濃縮風(fēng)能裝置內(nèi)環(huán)狀分布的流場特性解析表達。根據(jù)機組設(shè)計需求,選用美國可再生能源實驗室的翼型,設(shè)計了由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,對比變槳距驅(qū)動方式的優(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)電機組仿真軟件,建立風(fēng)電機組模型。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,對比發(fā)現(xiàn)風(fēng)能濃縮裝置內(nèi)風(fēng)速波動有所提高。在功率控制仿真中,采用PI控制器,通過優(yōu)化控制參數(shù),得到槳距角對風(fēng)速變化的響應(yīng)控制,進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)電機組的整體性能。
【關(guān)鍵詞】：濃縮風(fēng)能 流場特性 變槳距控制
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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)電機組的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 風(fēng)力發(fā)電機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 動量理論18-20
• 2.2.2 葉素理論20-21
• 2.2.3 葉素-動量理論21
• 2.3 發(fā)電機模型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26-32
• 3.3.1 濃縮風(fēng)能裝置及其內(nèi)部流場特點27-29
• 3.3.2 數(shù)據(jù)處理與建模29-32
• 3.4 葉片設(shè)計32-36
• 3.4.1 設(shè)計條件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 變槳距機構(gòu)驅(qū)動方式38-39
• 4.4 變槳距控制39-40
• 4.5 變槳控制器設(shè)計40-43
• 4.6 仿真計算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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1 邢作霞;陳雷;孫宏利;王哲;;獨立變槳距控制策略研究[J];中國電機工程學(xué)報;2011年26期

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3 馬忠鑫;潘庭龍;;風(fēng)電系統(tǒng)獨立變槳距控制綜述[J];微特電機;2011年12期

4 陳雷;孫宏利;邢作霞;;減小塔影效應(yīng)載荷波動的獨立變槳距控制研究[J];電氣技術(shù);2012年01期

5 賀周耀;段斌;蘇永新;潘嘉琪;龍辛;;基于功率和載荷協(xié)調(diào)的變槳距控制策略[J];電工電能新技術(shù);2012年03期

6 姚興佳;劉s，

本文編號：1114406