分布式发电用垂直轴风力发电机的建模和分析

发布时间：2020-05-13 14:56

【摘要】：随着全球能源危机、环境问题的不断凸显,越来越多的国家及地区开始重视风力发电的开发与利用。风力发电机按照风轮轴与地面的位置,分为水平轴风机和垂直轴风机。随着计算机技术的发展,计算流体力学的应用为垂直轴风机的研究提供了基础。垂直轴风机拥有高效、无噪声、便于维修保养、无需安装偏航装置等优势,近年来受到各国研究人员的广泛关注。本文介绍了目前热门的垂直轴风力发电机,简述了塞内加尔式风机的结构和工作原理,并结合垂直轴风机和水平轴风机的特点,提出了一种风轮水平放置的新型风机结构。基于空气动力学原理和流体力学软件,通过求解N-S方程,采用Simple算法,对新型风机与空气的流固耦合作用进行模拟仿真。分析风机在风场中的综合受力状态,由此引入双排风机和三排风机的机组结构并分别仿真分析,与单个风机的仿真数据进行对比。研究结果表明:新型结构的风机具有较高的风能利用系数,转矩波动小,机组结构比起单个风机提高了风能利用率。由于采用特有的两自由度发电机,带动风轮旋转后仍能正面迎风,充分利用了风能,为以后该类风机的进一步设计与优化提供了依据。通过提出并建立新型垂直轴风机的三维模型,使用Ansys Workbench软件中cfx和Fluent模块对模型进行求解。基于上述模型,在MATLAB软件环境下建立风力发电系统模型,结合电解制氢的负载特性,进行了仿真分析。结果表明,所建立的模型和仿真分析方法符合实际,对该种发电机系统的仿真分析与储能应用等提供了借鉴和参考。
【图文】：

丰富区 较丰富区 可利 ≥200 150-200 50-1≥5000 4000-5000 2000-≥2200 1500-2200 350-1) 8 18 5地区地域广阔、发电需求量大的特点，我国电开发项目的建造。2018 年 1 月 22 日在阳上，宣布了 2MW 垂直轴风力发电机已与近利、35 项实用新型专利、7 项国际 PTC 专电机。该风机设计简单合理，独特的模块化利于大规模生产、运输和安装，最大的突破大型垂直轴风机长寿十年以上。雅图 2MW 行，，是各界研究专家的智慧结晶，也是我国以后国内的风电发展起了模范带头作用。

S型垂直轴风机
【学位授予单位】：河北科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM315

【参考文献】

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本文编号：2662126