基于场级偏航控制的风电场尾流敏感性分析 被引量：2

1

作者 唐荆 赵鹰 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期575-581,共7页

偏航偏转控制有利于减小风机尾流效应,通过场级偏航协调优化减小尾流损失,可使风电场总发电量达到最大化。采用FLORIS尾流代理模型,以各风机偏航角为优化对象,风电场总功率最大为优化目标,进行场级偏航寻优。针对不同风机间距、纵列个... 偏航偏转控制有利于减小风机尾流效应,通过场级偏航协调优化减小尾流损失,可使风电场总发电量达到最大化。采用FLORIS尾流代理模型,以各风机偏航角为优化对象,风电场总功率最大为优化目标,进行场级偏航寻优。针对不同风机间距、纵列个数、湍流强度、来流风速和来流风向等多个维度,对比分析了偏航优化对尾流损失及功率提升的敏感性。结果表明:当风电场排布间距小于5D、风机纵列大于3台且仅需优化前5排、纵列机位连线与风玫瑰图主频风向夹角小于15°、风场湍流小于0.1、来流风速位于风机“切入风速+2 m/s”至“额定风速+2 m/s”区间时,场级偏航控制对于尾流优化效果最佳;若仅采用单机偏航控制风向,前排风机保留3°~5°偏航误差有利于风电场整体的发电收益。 展开更多

关键词 风电场 尾流损失 偏航控制 敏感性分析

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用于提高发电机-变流器组出口电压的新型风电变流器及其特性分析 被引量：1

2

作者 吕伟 王晗 +4 位作者 张建文 孙国歧 魏晓宾 刘琦 蔡旭 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期787-793,共7页

文章提出一种新型中低压混合拓扑的风电变流器,该变流器机侧采用两电平变流器级联,网侧采用三电平变流器,提高了网侧变流器电压等级,减少了电缆的数量。首先对新型风电变流器的电压特性进行Simulink仿真验证,表明新拓扑结构不需要提升... 文章提出一种新型中低压混合拓扑的风电变流器,该变流器机侧采用两电平变流器级联,网侧采用三电平变流器,提高了网侧变流器电压等级,减少了电缆的数量。首先对新型风电变流器的电压特性进行Simulink仿真验证,表明新拓扑结构不需要提升发电机绝缘要求;然后,对网侧变流器中点电位平衡进行了分析,并提出了一种改进的虚拟空间矢量调制策略,该策略能够在较高调制度下实现中点电位平衡,并通过RTLAB硬件在环实验验证了其中点电位平衡能力;最后,对新型风电变流器的效率与成本进行了分析,指出同功率等级下,新型风电变流器较低压并联型风电变流器有显著的效率与成本优势。 展开更多

关键词 中低压混合拓扑 电压特性 中点电位平衡 效率与成本

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风电叶片用碳/玻层内混杂复合材料湿热老化性能 被引量：3

3

作者 肖远航 陆承志 +4 位作者 王国军 陈亚飞 阳泽濠 张辉 赵大文 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期113-120,共8页

为研究风电叶片用层内混杂碳纤维和玻璃纤维织物增强环氧树脂复合材料在湿热环境下的性能变化,采用真空辅助树脂灌注(VARI)成型工艺制备碳/玻层内混杂复合材料层压板,研究了VARI成型层内混杂复合材料在湿热老化后的界面结构与力学性能... 为研究风电叶片用层内混杂碳纤维和玻璃纤维织物增强环氧树脂复合材料在湿热环境下的性能变化,采用真空辅助树脂灌注(VARI)成型工艺制备碳/玻层内混杂复合材料层压板,研究了VARI成型层内混杂复合材料在湿热老化后的界面结构与力学性能的变化规律。结果表明,湿热老化后的层内混杂复合材料中的环氧树脂发生部分水解,树脂含量显著降低,出现明显的基体脱粘现象;碳/玻界面处的空隙增大,层内混杂复合材料的界面结合降低;碳/玻混杂比与复合材料中水的扩散系数呈现明显的负相关;碳/玻混杂比提高,老化初始阶段复合材料的0°拉伸强度、0°压缩弹性模量和弯曲弹性模量均有所提高。随着湿热老化时间的增加,碳/玻层内混杂复合材料的部分力学性能在下降到一定程度时会趋于稳定。 展开更多

关键词 风电叶片复合材料 碳/玻层内混杂 混杂比 湿热老化 力学性能

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大型海上风力机单叶片吊装对接技术综述 被引量：7

4

作者 谢斯泓 赵永生 +3 位作者 许移庆 何炎平 韩兆龙 许玉旺 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期631-641,共11页

近年来,海上风力发电呈现加速大型化发展趋势,安装海域不断向深远海拓展.然而,深远海域环境条件恶劣,传统叶轮吊装技术面临诸多限制.相比之下,单叶片吊装技术在安装效率、安全性等方面具有显著优势,逐渐成为新的研究热点.从海上风力机... 近年来,海上风力发电呈现加速大型化发展趋势,安装海域不断向深远海拓展.然而,深远海域环境条件恶劣,传统叶轮吊装技术面临诸多限制.相比之下,单叶片吊装技术在安装效率、安全性等方面具有显著优势,逐渐成为新的研究热点.从海上风力机单叶片吊装的特点和难点出发,调研并汇总叶片吊具、单叶片吊装动力学仿真和吊具主动控制技术等相关设备和关键技术的研究现状.其中,以主动控制技术为核心研发新型单叶片吊装设备和吊装方法是深远海巨型风力机安装技术突破的重要一环.最后根据海上风力机单叶片吊装对接技术的发展趋势和前景,分别介绍具有动力定位功能的单叶片吊具和双抱箍垂直叶片安装辅助装置等概念设计,有望解决深远海巨型风力机安装难题. 展开更多

关键词 海上风力机 单叶片吊装 主动控制 吊具 对接

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海上风力机设孔防护装置性能研究 被引量：4

5

作者 赵鑫磊 韩志伟 +3 位作者 李春 岳新智 王博 张万福 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第16期5624-5633,共10页

为避免因船舶碰撞造成巨大经济损失,提出正多边形、椭圆及圆形3种海上风力机设孔防护装置。基于非线性动力学理论,采用瞬态动力学有限元软件LS-DYNA,模拟加装设孔防护装置时单立柱三桩基础受5000t船舶以2m/s速度正向碰撞过程,以分析设... 为避免因船舶碰撞造成巨大经济损失,提出正多边形、椭圆及圆形3种海上风力机设孔防护装置。基于非线性动力学理论,采用瞬态动力学有限元软件LS-DYNA,模拟加装设孔防护装置时单立柱三桩基础受5000t船舶以2m/s速度正向碰撞过程,以分析设孔防护装置抗撞性能优劣。结果表明:橡胶材料所释放的弹性势能可使船舶动能降为零后回弹至初始动能50%;正多边形设孔防护装置采取边垂直撞击方向布局防护效果优于角垂直撞击方向;采用边与内壁切向平行(或短轴沿径向)策略布置孔可有效降低最大接触力;所研究的4种正多边形中,随内角增大防护性能增强;对14种不同直径圆孔防护装置研究发现:随孔径增大吸能效果及撞深越显著;径厚比对装置耐久度及经济性有重要影响。 展开更多

关键词 海上风力机 防撞设计 通孔结构 抗撞性

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9km水平分辨率下KF积云对流参数化方案对台风模拟的影响 被引量：1

6

作者 邬贤文 郑运霞 +3 位作者 刘琼 魏煜 陈勇航 赵兵科 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2023年第2期178-187,共10页

积云对流参数化方案对台风模拟的准确性有着重要影响,而在分辨率1~10 km内使用积云对流参数是否能够改善台风模拟仍然存在争议,因此,本研究基于COAWST(coupled ocean atmosphere wave sediment transport, COAWST)耦合模式,针对登陆广... 积云对流参数化方案对台风模拟的准确性有着重要影响,而在分辨率1~10 km内使用积云对流参数是否能够改善台风模拟仍然存在争议,因此,本研究基于COAWST(coupled ocean atmosphere wave sediment transport, COAWST)耦合模式,针对登陆广东地区的11个西行台风,在9 km分辨率下是否使用KF积云对流参数,设计了2组模拟方案,并将结果与中国气象局热带气旋资料中心发布的最佳路径数据进行对比。从台风路径上看,在9 km分辨率上使用KF方案模拟得到的误差在统计结果中最小,从模拟台风强度的误差来看,2种方案的差距不大,综合考量台风路径和强度可以认为使用KF积云对流参数化方案模拟的效果更佳。KF积云对流参数方案模拟的副热带高压更强,造成模拟的台风路径相对南偏。2种方案的台风内核区对流不稳定的高度接近,是否使用KF积云对流参数化方案与台风强弱没有一定的关系,而台风强度与对流底层的台风眼壁垂直速度有关。 展开更多

关键词 台风路径 台风强度 KF积云对流参数 COAWST模式 模拟评估

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基于分形特征的海上风力机防护装置设计研究 被引量：1

7

作者 岳新智 韩志伟 +3 位作者 李春 缪维跑 赵鑫磊 张万福 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期148-155,共8页

根据分形理论设计一种分形防护装置,基于非线性动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA模拟5000 t船舶与设有不同阶数防护装置的4 MW海上风力机碰撞过程,分析研究不同阶数防护装置的防护效果。结果表明:较橡胶材料实心防护装置,分形防护装置可有... 根据分形理论设计一种分形防护装置,基于非线性动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA模拟5000 t船舶与设有不同阶数防护装置的4 MW海上风力机碰撞过程,分析研究不同阶数防护装置的防护效果。结果表明:较橡胶材料实心防护装置,分形防护装置可有效降低接触力,延长接触时间;分形结构可提高防护装置内能转化能力,促进外层钢壳吸能,并提升橡胶内能耗散;分形防护装置应力峰值更低,高应力区域更广,可使更大面积材料发挥防护作用,有效降低撞深。不同阶数分形结构的抗撞性能与分形孔受撞后变形状况有关,其中一阶分形结构提升防护装置抗撞性能最优。 展开更多

关键词 海上风力机 分形 碰撞 防护装置

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分形结构橡胶、泡沫铝海上风力机防护装置性能研究 被引量：1

8

作者 岳新智 韩志伟 +3 位作者 缪维跑 李春 赵鑫磊 岳敏楠 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期320-327,共8页

为避免船舶-风力机碰撞造成巨大损失,提升海上风力机防护装置抗撞性能,将笛卡尔分形结构应用于橡胶及泡沫铝材料设计防护装置,基于非线性动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA模拟5000 t船舶碰撞安装分形结构橡胶、泡沫铝防护装置4 MW单立柱三... 为避免船舶-风力机碰撞造成巨大损失,提升海上风力机防护装置抗撞性能,将笛卡尔分形结构应用于橡胶及泡沫铝材料设计防护装置,基于非线性动力学理论,采用ANSYS/LS-DYNA模拟5000 t船舶碰撞安装分形结构橡胶、泡沫铝防护装置4 MW单立柱三桩海上风力机基础过程,对比分析研究不同材料防护装置采用分形结构后防护性能优劣。结果表明:较橡胶材料,泡沫铝防护装置吸能效果更好,显著提升防护装置能量耗散能力;分形结构作用于不同材料具有不同表现,应用于泡沫铝材料降低接触力效果更显著,而应用于橡胶在提升耗能、降低塔顶响应方面表现更佳。 展开更多

关键词 海上风电 风力机 分形 碰撞 橡胶 泡沫铝 防护装置

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非均匀来流条件下风力机翼型结构非线性气弹稳定性研究

9

作者 尹凡夫 陈嘉佳 +3 位作者 陈晓静 许移庆 沈昕 杜朝辉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期442-448,共7页

大型化趋势下风力机叶片刚度降低,出现颤振的风险增加,且风力机在运行中不可避免受到非均匀来流的影响。为考虑这一问题,对垂直方向波动来流中具有结构非线性的翼型气弹稳定性进行研究。基于小攻角假设,采用线性气动力模型建立考虑三次... 大型化趋势下风力机叶片刚度降低,出现颤振的风险增加,且风力机在运行中不可避免受到非均匀来流的影响。为考虑这一问题,对垂直方向波动来流中具有结构非线性的翼型气弹稳定性进行研究。基于小攻角假设,采用线性气动力模型建立考虑三次硬化刚度与非均匀来流作用下的二自由度二维翼型气弹模型,并通过数值积分方法对翼型气弹系统的动力学方程进行求解,得到不同来流工况下翼型系统的稳态响应形式。从时域、相轨迹以及频域上对获得的翼型振动信号特征进行分析,结果表明翼型受到垂直方向来流的激振作用出现强迫振动,在低流速下和临界速度附近造成振动强度明显放大,模糊颤振边界并使诱发颤振条件下翼型振动更加剧烈;在波动来流作用下气弹失稳的俯仰振动能量在一个频率带上分布,且在高于颤振频率的位置存在另一峰值,标志颤振的诱发是由俯仰振动受到气动力影响耦合到沉浮频率上所导致。 展开更多

关键词 风力机 气动弹性 颤振 数值分析 结构非线性 非均匀来流

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尾缘变弯对翼型气弹特性的影响分析

10

作者 李原 陈嘉佳 +3 位作者 陈晓静 许移庆 沈昕 杜朝辉 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期405-410,共6页

对于可进行尾缘变弯的二维翼型,研究其不同变弯形式对系统气弹特性的影响。研究基于数学建模方法,推导受控变弯翼型的气弹动力学方程,并建立相应的动态失速模型进行气动计算。对定常变弯、简谐变弯两种常见工况下系统的临界速度变化进... 对于可进行尾缘变弯的二维翼型,研究其不同变弯形式对系统气弹特性的影响。研究基于数学建模方法,推导受控变弯翼型的气弹动力学方程,并建立相应的动态失速模型进行气动计算。对定常变弯、简谐变弯两种常见工况下系统的临界速度变化进行分析对比,发现定常变弯对气弹稳定性影响较小,简谐变弯的影响也可归纳为受迫振荡。在对结果的观察中发现反相的攻角-弯度角相位对振幅发散具有一定的抑制作用,据此进一步研究受控反相变弯下的气弹特性,发现一定的控制参数下确可抑制颤振出现,但也可能导致系统出现新的位移响应形式。 展开更多

关键词 风力机翼型 气动载荷 气动失速 变弯翼型 颤振

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水力机组与超级电容协同快速调频策略研究 被引量：1

11

作者 叶荣 林乐平 刘倩 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2023年第6期124-128,共5页

随着新能源大规模并入电网,系统调节性能和稳定性问题日益突出。该文提出采用同步水力机组结合超级电容储能的协同控制方法,改善了水电机组在调节电网频率以及功率平衡快速性方面的不足。通过研究超级电容的储能原理、工作模式,建立超... 随着新能源大规模并入电网,系统调节性能和稳定性问题日益突出。该文提出采用同步水力机组结合超级电容储能的协同控制方法,改善了水电机组在调节电网频率以及功率平衡快速性方面的不足。通过研究超级电容的储能原理、工作模式,建立超级电容储能装置和控制模型及水力机组调节系统模型;提出超级电容-水力机组协调控制策略,通过附加超级电容的虚拟惯性控制与虚拟下垂控制来改善机组的调频特性;以Matlab/Simulink平台为基础进行仿真实验,根据水力机组实际容量与容量配置原则来配置超级电容,对比有无超级电容辅助调频时,机组在单机、并网2种工况下受到负荷扰动时的频率响应特性,说明超级电容确实可以辅助同步水力机组调频,验证了所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 水力机组 超级电容 调频 控制策略

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