浓缩风能型风电机组流场特性及变桨距控制研究

发布时间：2017-10-29 19:32

  本文关键词：浓缩风能型风电机组流场特性及变桨距控制研究

  更多相关文章： 浓缩风能 流场特性 变桨距控制

【摘要】：伴随人类日益增长的能源需求,能源危机与环境污染的问题不断加剧,与传统化石能源相比,风力发电是一种能够解决人类发展进步与保护自然环境协调问题的有效措施。风力发电技术快速发展,随着装机容量的提高,风电已成为电网系统的重要组成部分。近些年来风电机组研究主要集中在适用于风资源丰富地区的大型机组,并且朝着大型化的方向发展,而适用于风资源条件较差,电力负载小,电网建设不完善无电少电地区的中小型风电机组研究较少。在已有的中小型风电机组中,浓缩风能型风电机组可以通过浓缩风能装置有效提高风速,利用低品位风能。在现有成果基础上,论文为进一步提高浓缩风能型风电机组整体性能,进行了以下研究：对风电机组的各种模型进行机理分析,参考自然风特性,结合已有浓缩风能装置研究结果,分析浓缩风能装置流场具有的特点。在来流风况是均匀来流的条件下,通过对风速分布的研究,建立风速分布坐标系,采集不同来流风速以及不同位置的风速样本,对其进行数据处理,得到浓缩风能装置内环状分布的流场特性解析表达。根据机组设计需求,选用美国可再生能源实验室的翼型,设计了由S833,S834,S835翼型组成用于风轮直径900mm的叶片,得到叶片各项参数。研究变桨距控制方法,分析变桨距过程涉及到的各种载荷,对比变桨距驱动方式的优劣。将得到的风模型与叶片参数以及其他模型参数导入风电机组仿真软件,建立风电机组模型。通过修改软件内部风文件,得到需要的风模型输入。假定湍流度不变的情况下,对比发现风能浓缩装置内风速波动有所提高。在功率控制仿真中,采用PI控制器,通过优化控制参数,得到桨距角对风速变化的响应控制,进而将功率输出变化控制在一定范围内。仿真结果表明,浓缩风能装置提高了平均风速,但风速波动幅值增加,而变桨距控制可以在一定范围内稳定功率输出,提高了风电机组的整体性能。
【关键词】：浓缩风能 流场特性 变桨距控制
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 浓缩风能型风力发电机组的研究现状11-13
• 1.3 风力发电机组变桨距控制研究现状13-16
• 1.4 论文的主要工作16-17
• 第2章 风力发电机组基本模型17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 风轮模型17-21
• 2.2.1 动量理论18-20
• 2.2.2 叶素理论20-21
• 2.2.3 叶素-动量理论21
• 2.3 发电机模型21-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 浓缩风能型风力发电机组24-37
• 3.1 引言24
• 3.2 自然风特性24-26
• 3.2.1 平均风速特性24-26
• 3.2.2 风切变特性26
• 3.3 浓缩风能装置流场26-32
• 3.3.1 浓缩风能装置及其内部流场特点27-29
• 3.3.2 数据处理与建模29-32
• 3.4 叶片设计32-36
• 3.4.1 设计条件33
• 3.4.2 翼型选择33-34
• 3.4.3 叶片基本参数34-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 变桨距控制37-49
• 4.1 引言37
• 4.2 变桨距载荷分析37-38
• 4.3 变桨距机构驱动方式38-39
• 4.4 变桨距控制39-40
• 4.5 变桨控制器设计40-43
• 4.6 仿真计算43-48
• 4.7 本章小结48-49
• 第5章 结论与展望49-51
• 5.1 结论49
• 5.2 展望49-51
• 参考文献51-55
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果55-56
• 致谢56

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邢作霞;陈雷;孙宏利;王哲;;独立变桨距控制策略研究[J];中国电机工程学报;2011年26期

2 周正叶;洪荣晶;高学海;王学辉;;风电机组变桨距功率简化计算方法[J];轴承;2011年11期

3 马忠鑫;潘庭龙;;风电系统独立变桨距控制综述[J];微特电机;2011年12期

4 陈雷;孙宏利;邢作霞;;减小塔影效应载荷波动的独立变桨距控制研究[J];电气技术;2012年01期

5 贺周耀;段斌;苏永新;潘嘉琪;龙辛;;基于功率和载荷协调的变桨距控制策略[J];电工电能新技术;2012年03期

6 姚兴佳;刘s，

本文编号：1114406