基于DIgSILENT/PowerFactory的双馈风力发电系统的建模和仿真 被引量：3

1

作者 陈峰 郭家虎 王恒 《工矿自动化》 北大核心 2012年第12期66-70,共5页

基于DIgSILENT/PowerFactory电力仿真软件建立了双馈感应发电机风力发电系统桨距控制数学模型、风力机数学模型和轴系数学模型,并对整个系统进行了仿真,模拟了有功功率、无功功率分别变化时以及网侧发生三相短路时整个系统的运行情况。... 基于DIgSILENT/PowerFactory电力仿真软件建立了双馈感应发电机风力发电系统桨距控制数学模型、风力机数学模型和轴系数学模型,并对整个系统进行了仿真,模拟了有功功率、无功功率分别变化时以及网侧发生三相短路时整个系统的运行情况。仿真结果表明,该系统实现了功率的解耦控制以及在网侧三相短路情况下运行稳定,验证了模型的正确性,为风电场的仿真建模奠定了基础。 展开更多

关键词 风力发电 双馈感应发电机 桨距控制 风力机 轴系统 DIGSILENT powerFactory 仿真建模

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基于气动声学故障诊断技术的风机叶片开裂模型仿真与检测方法研究 被引量：4

2

作者 黄振 薛宇 《现代电子技术》 北大核心 2024年第6期102-108,共7页

随着新能源技术的不断发展,风力发电逐渐成为目前主要的可再生能源发电方式。大型风机的发展对于风力发电行业而言至关重要,但其也存在诸多的运维问题。为了解决风力发电机叶片受载荷不均匀,容易造成尾缘开裂,以及运维困难的问题,通过... 随着新能源技术的不断发展,风力发电逐渐成为目前主要的可再生能源发电方式。大型风机的发展对于风力发电行业而言至关重要,但其也存在诸多的运维问题。为了解决风力发电机叶片受载荷不均匀,容易造成尾缘开裂,以及运维困难的问题,通过数值模拟与半经验声学模型结合的方法研究风机叶片开裂状态下气动噪声的变化,并提出采用IEEE2400国际标准进行声学故障检测的理论框架。通过对不同的实验结果以及NREL的半经验模型软件仿真结果分析,得出:所提出的非接触式检测模型可以有效地识别到风机叶片的开裂故障;同时该方法有较强的推广性,可以用于其他的风机叶片故障分析与监测。该模型不仅可以检测风机的叶片开裂故障,还可以用于分析风机运行时的气动声学特征,对于完善风机叶片无损检测、非接触式具有十分重要的意义。 展开更多

关键词 气动噪声 风力发电 叶片裂纹检测 故障诊断 LES模型 半经验模型 噪声监测

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混合流动控制对风机叶片气动特性的影响

3

作者 高金娥 韩水 +2 位作者 谭剑锋 史瑞鹏 夏云松 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期198-205,共8页

针对风力机叶片失速会降低风力机输出功率的问题,文章首先基于Fluent软件建立了NREL Phase Ⅵ风力机气动特性分析模型,计算风速为13 m/s时风力机叶片截面压力系数及功率特性,并与风洞实验数据进行对比,验证风力机气动特性分析模型的准确... 针对风力机叶片失速会降低风力机输出功率的问题,文章首先基于Fluent软件建立了NREL Phase Ⅵ风力机气动特性分析模型,计算风速为13 m/s时风力机叶片截面压力系数及功率特性,并与风洞实验数据进行对比,验证风力机气动特性分析模型的准确性;然后,将主动射流和涡流发生器(VGs)耦合到风力机叶片上,发现随射流孔宽度和涡流发生器高度的增加,风力机功率均呈先增后减趋势;最后,建立混合流动控制的风力机气动分析模型,研究射流与VGs弦向间距及后缘VGs高度对风力机气动特性的影响。研究表明:当间距为0.3C(C为翼型弦长)时,风力机输出功率达到最高,相比于射流单一控制,增幅为6.61%;当后缘VGs高度为15 mm时,混合式流动控制的效果最佳,风机功率最高。 展开更多

关键词 风力机叶片失速 射流 涡流发生器 混合流动控制 功率特性

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风电机组等效模型对机组暂态稳定分析结果的影响 被引量：60

4

作者 李辉 韩力 +1 位作者 赵斌 陈哲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第17期105-111,共7页

该文应用等效集中质量法,建立了同时考虑风力机叶片弯曲柔性以及风力机和发电机之间传动轴扭转柔性的风力机3个质量块等效模型。结合并网笼型异步发电机的电磁暂态模型,以额定功率330kW(MADE-AE30)和3MW的风力发电机组为例,在电网电压... 该文应用等效集中质量法,建立了同时考虑风力机叶片弯曲柔性以及风力机和发电机之间传动轴扭转柔性的风力机3个质量块等效模型。结合并网笼型异步发电机的电磁暂态模型,以额定功率330kW(MADE-AE30)和3MW的风力发电机组为例,在电网电压骤降和机械大扰动下,与风力机传统1个、2个质量块等效模型的机组暂态稳定性进行了仿真比较。分析了叶片不同弯曲柔性、不同折断点位置对3MW风电机组电暂态稳定性的影响。结果表明,该文建立的风力机等效模型对准确分析风力发电机组暂态稳定性是必要和有效的。 展开更多

关键词 风力发电 暂态稳定性 笼型异步发电机 风力机 叶片柔性 传动轴 等效模型

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海上风力发电塔脉动风速时程数值模拟 被引量：41

5

作者 陈小波 陈健云 李静 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第32期111-116,共6页

为了分析海上风机结构在时域内的风振动力反应,进行了脉动风速时程数值模拟研究。根据风机结构体型特征和脉动风功率谱特性,研究了叶片与塔架风场的相干性效应,提出考虑叶片与塔架相互影响的谐波叠加法(harmony superposition method wi... 为了分析海上风机结构在时域内的风振动力反应,进行了脉动风速时程数值模拟研究。根据风机结构体型特征和脉动风功率谱特性,研究了叶片与塔架风场的相干性效应,提出考虑叶片与塔架相互影响的谐波叠加法(harmony superposition method with blade-tower interaction,HSM-BTI)。通过该方法对风机结构随机风场的脉动风速时程进行数值模拟,并对计算功率谱与目标谱进行校核,验证了HSM-BTI方法对风机结构脉动风速时程模拟的适用性。 展开更多

关键词 海上风力发电 脉动风 谐波叠加法 风速时程 叶片 塔架

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大型风机叶片材料的应用和发展 被引量：56

6

作者 李成良 王继辉 +2 位作者 薛忠民 李军向 耿向明 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期49-52,共4页

本文介绍了目前风力发电的现状及大型风机叶片材料的应用与发展,并分析了叶片材料的发展趋势,提出了一些相关的建议。

关键词 风力发电 叶片材料 发展趋势

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基于定子电流特征分析的双馈风电机组叶轮不平衡故障诊断 被引量：13

7

作者 李辉 杨东 +3 位作者 杨超 胡姚刚 刘志祥 兰涌森 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2015年第13期32-37,共6页

针对双馈风电机组叶轮不平衡故障诊断,提出一种基于导数分析的定子单相电流故障特征分析方法。首先,基于双馈感应发电机以及风力机传动链模型,详细推导了叶轮不平衡故障下双馈感应发电机定子电流的表达式,并获得其对应的故障特征频率。... 针对双馈风电机组叶轮不平衡故障诊断,提出一种基于导数分析的定子单相电流故障特征分析方法。首先,基于双馈感应发电机以及风力机传动链模型,详细推导了叶轮不平衡故障下双馈感应发电机定子电流的表达式,并获得其对应的故障特征频率。其次,为了凸显定子电流故障特征频率,基于导数分析思路,引入叶轮不平衡下定子电流故障特征定义及其表达式,提出基于定子单相电流的叶轮不平衡故障诊断方法。最后,建立考虑叶轮不平衡故障的双馈风电机组仿真模型,对机组在不同风速和不平衡度下的故障特征进行仿真分析。结果表明与直接对定子电流、叶轮转速进行频谱分析相比,所述方法能够有效地提取出叶轮不平衡故障特征,且通过监测特征频率幅值的变化情况,可以有效地判断出不平衡故障严重程度。 展开更多

关键词 风力发电 叶轮不平衡 双馈感应发电机 定子电流 故障诊断 故障特征频率

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风力发电机叶片结冰诊断系统的设计与实现 被引量：8

8

作者 祁增慧 钱斌 +2 位作者 邹欣 范永胜 马建兵 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第3期461-466,共6页

针对当前在寒冷季节中风机叶片结冰诊断所存在的问题,提出了将系统实时运行数据与基于SQL Server建立的实测型专家数据库进行比较,从而判断风机叶片是否结冰的间接判断设计方案。运用历史运行数据建立的风速、桨距角与输出功率之间的专... 针对当前在寒冷季节中风机叶片结冰诊断所存在的问题,提出了将系统实时运行数据与基于SQL Server建立的实测型专家数据库进行比较,从而判断风机叶片是否结冰的间接判断设计方案。运用历史运行数据建立的风速、桨距角与输出功率之间的专家数据库,较好地解决了传统诊断系统的精度易受传感器结冰影响的问题,大大提高了叶片结冰诊断系统的准确性。通过一段时间的运行表明,该诊断系统的结冰识别率较高,具有实用价值。 展开更多

关键词 风力发电系统 专家数据库 叶片结冰诊断 输出功率

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常用风力机叶片无损检测技术对比分析 被引量：5

9

作者 赵勇 王冰佳 王杰斌 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第12期7-10,26,共5页

风力发电机组的风力机叶片在生产、运输、安装、运行过程中会出现多种类型缺陷。因此,对几种常用的风力机叶片无损检测技术应用进行了对比分析。结果表明:各无损检测技术在一定条件下均可有效地对风力机叶片存在的缺陷进行检测;采用多... 风力发电机组的风力机叶片在生产、运输、安装、运行过程中会出现多种类型缺陷。因此,对几种常用的风力机叶片无损检测技术应用进行了对比分析。结果表明:各无损检测技术在一定条件下均可有效地对风力机叶片存在的缺陷进行检测;采用多种无损检测相结合的方式对风力机叶片各环节进行监控,可降低缺陷引起的质量隐患;将无损检测技术应用于风力机叶片缺陷检测中,不仅可对缺陷进行确定,而且可为全面提高叶片质量以及对其动态监测技术的发展提供数据积累和支持。 展开更多

关键词 风力发电 风力机 叶片 缺陷 无损检测 定位

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大型风力机的噪声源产生机制实验研究 被引量：3

10

作者 王国章 李小龙 +1 位作者 张俊霞 黄文军 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期829-832,共4页

近年来,风力发电在国内得到了快速发展,但大型风力机产生的噪声也引起了广泛关注。该文通过远场传声器测量法开展了大型风力机噪声实验,研究了风力机的主要噪声源位置及产生机制。结果表明,在风力机的来流风的下游方向、风力机风轮叶片... 近年来,风力发电在国内得到了快速发展,但大型风力机产生的噪声也引起了广泛关注。该文通过远场传声器测量法开展了大型风力机噪声实验,研究了风力机的主要噪声源位置及产生机制。结果表明,在风力机的来流风的下游方向、风力机风轮叶片平面方向的噪声较大,存在声压级峰值的纯音基频和倍频,表明风力机的主要噪声源是叶片尖端气动噪声和风轮后面的机械噪声。最后指出了对这些主要噪声源进行有效控制的一些措施。 展开更多

关键词 风力机 风力发电 噪声源 叶片 气动噪声 机械噪声

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风力发电机风轮叶片三维有限元建模研究 被引量：14

11

作者 傅程 王延荣 《机械设计》 CSCD 北大核心 2009年第9期50-53,共4页

随着风力发电机单台功率的不断提高,风轮叶片越来越大,为达到增加强度和减轻质量的目的,叶片的铺层设计越来越复杂,致使层合材料沿叶片弦向和展向分布极不规律,这给风轮叶片的三维有限元建模带来了很大的麻烦。针对这个问题,给出了一种... 随着风力发电机单台功率的不断提高,风轮叶片越来越大,为达到增加强度和减轻质量的目的,叶片的铺层设计越来越复杂,致使层合材料沿叶片弦向和展向分布极不规律,这给风轮叶片的三维有限元建模带来了很大的麻烦。针对这个问题,给出了一种建立有限元模型的方法,通过坐标转换、铺层判断等子程序,自动完成层合单元的属性设置。该方法并未针对具体的风机型号及具体的有限元计算软件设计,因此具有一定的通用性。 展开更多

关键词 风机叶片 有限元法 应力分析

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大型风力机叶片非线性流固耦合模型 被引量：11

12

作者 吕品 廖明夫 尹尧杰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2126-2135,共10页

基于几何精确梁理论建立叶片的非线性结构模型,基于自由涡尾迹理论建立叶片的非定常流场模型,并采用分区弱耦合方法建立大型风力机的非线性气弹模型。通过与线性模型计算结果对比验证非线性结构模型对线性结果的正确性,采用风洞实验数... 基于几何精确梁理论建立叶片的非线性结构模型,基于自由涡尾迹理论建立叶片的非定常流场模型,并采用分区弱耦合方法建立大型风力机的非线性气弹模型。通过与线性模型计算结果对比验证非线性结构模型对线性结果的正确性,采用风洞实验数据验证自由涡尾迹模型的正确性。将该模型应用于NREL 5 MW的仿真计算,计算结果表明,该非线性气弹模型可以用于大型风力机在大载荷情况和考虑非定常流场的条件下的非线性响应仿真。 展开更多

关键词 风力发电 风力机叶片 大变形 非线性气弹模型 几何精确梁 自由涡尾迹

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风力发电技术综述 被引量：17

13

作者 蒋宏春 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第9期250-251,共2页

我国风能资源十分丰富,21世纪风能利用的主要领域是风力发电。主要介绍了风力发电的优缺点和风力机的组成与分类,对我国风力机设计中面临的技术难点进行了分析,指出高质量叶片的研究是风电工作者的重要方向。

关键词 风能 风力机 叶片

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不同温度层结下风力机对大气边界层的影响 被引量：2

14

作者 吴正人 杜思源 +2 位作者 刘梅 梁秀俊 路婷婷 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第11期1714-1719,共6页

风电场的数量和规模对大气边界层的气象特性具有不可忽略的影响,作为重要的气象参数,温度层结是影响大气流动及污染物扩散的重要因素之一。文章通过建立风力机及周围流场模型,采用非稳态大涡模拟方法结合大气湍流理论,引入UDF函数对Flu... 风电场的数量和规模对大气边界层的气象特性具有不可忽略的影响,作为重要的气象参数,温度层结是影响大气流动及污染物扩散的重要因素之一。文章通过建立风力机及周围流场模型,采用非稳态大涡模拟方法结合大气湍流理论,引入UDF函数对Fluent软件进行了二次开发,加载大气边界层风速廓线,对风力机在不同温度层结条件下对底层边界层区域特性进行对比。研究发现,在不同层结下温度的变化不同:风力机运行在稳定层结时,风力机近尾流区域的温度较周围区域有所升高,在50 m高度处温差达到最大,数值为0.465K;而不稳定层结的情况却是相反,在风力机近尾流区域的温度较周围的区域有所降低,但整体温度变化没有稳定层结时明显,最大温差为0.281 K。 展开更多

关键词 风力发电 大气边界层 温度层结 大涡模拟 风机尾流

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经编复合材料在风能发电中的应用 被引量：4

15

作者 邱冠雄 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期134-139,共6页

通过对风力发电资源的评估及风力发电成本的预测,说明了我国风力发电的应用前景及潜力。风力发电的关键部件是风力发电机叶片。从风力发电机叶片的优点、使用寿命、结构、铺层方法与可靠性等角度进行分析,阐述了经编轴向织物作为大型风... 通过对风力发电资源的评估及风力发电成本的预测,说明了我国风力发电的应用前景及潜力。风力发电的关键部件是风力发电机叶片。从风力发电机叶片的优点、使用寿命、结构、铺层方法与可靠性等角度进行分析,阐述了经编轴向织物作为大型风力发电机复合材料叶片的增强体比机织物更加具有优势。从国情出发,指出了日益发展的离网型小型风力发电叶片是以后经编轴向织物在风力发电应用的发展方向之一。不论是大型风力发电机叶片,还是小型离网风力发电机叶片,经编轴向织物是风力发电机叶片复合材料增强体最佳选择。 展开更多

关键词 经编轴向织物 风力发电叶片 风力发电离网系统 应用

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加装叶片涡流发生器对变桨距风力机功率的影响 被引量：4

16

作者 杨瑞 马超善 +3 位作者 方亮 田楠 郭瑞 郝宗卿 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2019年第6期64-68,共5页

以风力机专用厚翼型DU99-W-405LM为对象,采用CFD方法对洁净翼型段及安装涡流发生器后的翼型段进行数值模拟.研究结果表明:在一定攻角范围内涡流发生器可有效推迟流动分离,提高翼型升力,降低阻力,改善叶片气动性能,并揭示了涡流发生器控... 以风力机专用厚翼型DU99-W-405LM为对象,采用CFD方法对洁净翼型段及安装涡流发生器后的翼型段进行数值模拟.研究结果表明:在一定攻角范围内涡流发生器可有效推迟流动分离,提高翼型升力,降低阻力,改善叶片气动性能,并揭示了涡流发生器控制流动分离的机理.通过甘肃西滩风场1.5 MW风机安装涡流发生器前后功率试验数据对比分析,表明在风速7~10 m/s风力机功率增量最大,最大值达到181.42 kW,比安装前功率提高了28.8%,试验数据表明安装涡流发生器改善叶片的气动特性是有效的,可以提高风力机机组发电功率. 展开更多

关键词 变桨距风力机 叶片涡流发生器 数值模拟 抑制分离 功率优化

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基于片条理论的伞形风力机叶片参数优化 被引量：2

17

作者 包道日娜 刘东 +1 位作者 刘旭江 刘嘉文 《机械设计与制造》 北大核心 2023年第4期45-50,共6页

针对伞形风力机输出特性方面的不足,结合伞形风力机结构的特点,提出收缩角影响因子,并以片条理论为基础构建数学模型,利用MATLAB软件在全年风速为8m/s的风场下以年发电量最大为优化目标,对伞形风力机叶片的弦长、扭角参数进行全局优化... 针对伞形风力机输出特性方面的不足,结合伞形风力机结构的特点,提出收缩角影响因子,并以片条理论为基础构建数学模型,利用MATLAB软件在全年风速为8m/s的风场下以年发电量最大为优化目标,对伞形风力机叶片的弦长、扭角参数进行全局优化。为保证功率计算的准确性,通过CFD的大涡模拟进行功率计算,并将优化结果与原叶片进行比较。结果表明:该方法设计的叶片具有良好的输出特性,在低风速区优化效果显著。在年发电量上优势明显,较原叶片年发电量增加13%。 展开更多

关键词 片条理论 伞形风力机 叶片优化 年发电量 CFD

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垂直轴风力机叶片翼型的气动性能分析 被引量：8

18

作者 吕黎 毕长飞 崔鹏宇 《热力发电》 CAS 北大核心 2014年第12期126-129,共4页

风力机叶片翼型的气动性能决定了风力发电机组的功率及载荷特性,不同形状类型的叶片翼型具有一定的气动性能规律。为了提高风力机性能,以垂直轴风力机NACA4409叶片翼型为例,采用XFLR 5程序对其气动性能进行数值模拟分析,结果表明选择适... 风力机叶片翼型的气动性能决定了风力发电机组的功率及载荷特性,不同形状类型的叶片翼型具有一定的气动性能规律。为了提高风力机性能,以垂直轴风力机NACA4409叶片翼型为例,采用XFLR 5程序对其气动性能进行数值模拟分析,结果表明选择适当的叶片翼型相对弯度对提升叶片翼型的气动性能效果显著。对高升力叶片翼型作为垂直轴风力机叶片翼型的可行性的探讨,结果表明,叶片翼型在正迎角范围内,气动性能优异,而在负迎角下的气动性能不理想。 展开更多

关键词 风力发电机组 风力机 垂直轴 叶片翼型 气动性能 叶片弯度 数值模拟

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基于NSGA-Ⅱ的风电机组叶片可靠度多目标优化 被引量：4

19

作者 魏超 王晓东 +1 位作者 上官炫烁 刘颖明 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期492-498,共7页

针对风电机组增功提效技改中叶片及其粘结部分可靠度的问题,文章采用Clayton-Copula函数对叶片主要可靠性参数进行量化,分析了极限强度、纤维间失效、疲劳强度和粘接强度的分布状态,并研究了各类失效函数对叶片总可靠系数的影响,提出了... 针对风电机组增功提效技改中叶片及其粘结部分可靠度的问题,文章采用Clayton-Copula函数对叶片主要可靠性参数进行量化,分析了极限强度、纤维间失效、疲劳强度和粘接强度的分布状态,并研究了各类失效函数对叶片总可靠系数的影响,提出了一种基于多目标遗传算法的叶片可靠度优化方法。该方法以多类型材料失效函数为设计变量,以作用力设计值、总可靠性系数和许用载荷循环次数为优化目标,采用非支配排序遗传算法求解不同条件下的Pareto最优解集。针对风轮直径为82 m的1.5 MW风电机组叶尖延长算例进行分析,算例分析结果表明:Clayton-Copula模型可以有效表征各强度参数的影响规律;基于多目标遗传算法的叶片可靠度优化方法能够合理调整叶片的许用载荷循环次数和许用作用力;模型可有效提高叶片在循环载荷下的寿命可靠度。 展开更多

关键词 风力发电 叶片延长 可靠度 多目标优化

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改进型双馈风力发电机最大功率点跟踪策略 被引量：2

20

作者 梁轶群 王华君 陈林 《工矿自动化》 北大核心 2013年第8期80-84,共5页

针对传统双馈风力发电机最大功率点跟踪极值搜索策略将正弦信号作为搜索信号而很难将正弦信号从总的输出信号中区分出来的问题,提出了一种利用风湍流作为极值搜索信号的改进型最大功率点跟踪策略。该改进策略对叠加风湍流的叶尖速比和... 针对传统双馈风力发电机最大功率点跟踪极值搜索策略将正弦信号作为搜索信号而很难将正弦信号从总的输出信号中区分出来的问题,提出了一种利用风湍流作为极值搜索信号的改进型最大功率点跟踪策略。该改进策略对叠加风湍流的叶尖速比和功率系数进行傅里叶变换,获得相位差信息,从而确定叶尖速比变化方向,使双馈风力发电机达到最佳运行工作点。仿真结果表明,该改进策略可控制风力发电机转速较好地跟踪风速变化,实现了额定风速以下运行区域的最大风能捕获。 展开更多

关键词 风力发电机 双馈感应发电机 最大功率点跟踪 风湍流 极值搜索 风能捕获 叶尖速比 功率系数

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