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水平轴风力机气动性能计算模型 被引量:105
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作者 刘雄 陈严 叶枝全 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期792-800,共9页
基于片条理论建立了水平轴风力机气动性能计算模型,考虑叶尖损失、轮毂损失、叶栅理论及失速状态下动量理论的失效对片条理论进行了修正,并且考虑了风剪切、偏航、风轮的结构参数和风力机安装参数对计算模型的影响,使得理论模型更接近... 基于片条理论建立了水平轴风力机气动性能计算模型,考虑叶尖损失、轮毂损失、叶栅理论及失速状态下动量理论的失效对片条理论进行了修正,并且考虑了风剪切、偏航、风轮的结构参数和风力机安装参数对计算模型的影响,使得理论模型更接近于实际工况中的风力机。应用所设计的气动性能计算程序对一台1.3MW的失速调节风力机进行了气动性能计算,与国外大型商业软件的计算结果取得了良好的一致性,从而验证了模型的正确性和实用性。 展开更多
关键词 风力机 气动性能 片条理论
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风力机新系列翼型气动性能研究 被引量:32
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作者 叶枝全 黄继雄 +1 位作者 陈严 曹人靖 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期211-216,共6页
风力机翼型气动性能是风力机气动设计和性能分析的重要基础。采用粘性和无粘性结合的分析计算方法 ,对风力机新系列翼型进行了气动性能研究 ,用低雷诺数翼型分析和设计软件XFOIL分析了FFA W3系列两种翼型在不同雷诺数和不同马赫数下的... 风力机翼型气动性能是风力机气动设计和性能分析的重要基础。采用粘性和无粘性结合的分析计算方法 ,对风力机新系列翼型进行了气动性能研究 ,用低雷诺数翼型分析和设计软件XFOIL分析了FFA W3系列两种翼型在不同雷诺数和不同马赫数下的气动性能 ,并与实验数据进行了比较 。 展开更多
关键词 风力机 翼型 气动性能 雷诺数 马赫数 风力发电 粘性 无粘性 FFA-W3系列翼型 航空翼型
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适用于风力机的新翼型气动性能的实验研究 被引量:32
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作者 叶枝全 黄继雄 +2 位作者 陈严 包能胜 霍福鹏 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期548-554,共7页
对适用于风力机的新翼型FFA W3 211和FFA W3 360进行了风洞实验研究,得到了两种翼型在不同雷诺数下的气动性能及其在大攻角下的失速特性。实验结果与采用低雷诺数翼型分析和设计软件XFOIL的计算结果进行了比较,其最大升力系数对应攻角... 对适用于风力机的新翼型FFA W3 211和FFA W3 360进行了风洞实验研究,得到了两种翼型在不同雷诺数下的气动性能及其在大攻角下的失速特性。实验结果与采用低雷诺数翼型分析和设计软件XFOIL的计算结果进行了比较,其最大升力系数对应攻角偏差小于1,在-10°~+18°范围内,升力系数的平均相对偏差为5 1%,两种结果的一致性很好。 展开更多
关键词 风力机 翼型 气动性能 风洞实验
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增加风力机叶片翼型后缘厚度对气动性能的影响 被引量:43
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作者 刘雄 陈严 叶枝全 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期489-495,共7页
以FFA-W3翼型族为研究对象,对其系列翼型的后缘作了加厚处理。利用XFOIL软件对修改前后的翼型的气动性能进行了计算,利用Viterna-Corrigan失速后模型将气动性能数据的攻角扩展到了90°。对修改前后的翼型的气动性能数据的改变作了... 以FFA-W3翼型族为研究对象,对其系列翼型的后缘作了加厚处理。利用XFOIL软件对修改前后的翼型的气动性能进行了计算,利用Viterna-Corrigan失速后模型将气动性能数据的攻角扩展到了90°。对修改前后的翼型的气动性能数据的改变作了对比分析。利用原翼型和修改后翼型的气动性能数据对同一个风力机进行了气动性能计算,并对计算结果作了对比分析。结论认为,对翼型后缘进行适当加厚处理对气动性能影响不大,为满足工艺要求在叶片的生产中对翼型后缘作加厚处理是可行的。 展开更多
关键词 风力机 翼型 气动性能 FFA-W3 XFOIL
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风机低电压穿越控制对系统暂态过电压的影响及优化 被引量:47
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作者 贾俊川 金一丁 +5 位作者 赵兵 仲悟之 程势高 刘涛 徐希望 郑帅飞 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期526-533,共8页
特高压直流输电工程及近区大规模风电场的陆续投运使系统交直流故障扰动后的暂态过电压问题愈发凸显,严重威胁交直流设备安全,已成为严重制约特高压直流输电能力及风电场并网功率的关键因素,其中风电机组在系统交直流故障扰动后低电压... 特高压直流输电工程及近区大规模风电场的陆续投运使系统交直流故障扰动后的暂态过电压问题愈发凸显,严重威胁交直流设备安全,已成为严重制约特高压直流输电能力及风电场并网功率的关键因素,其中风电机组在系统交直流故障扰动后低电压穿越过程中的有功/无功功率动态特性是引起系统暂态电压进一步升高的重要因素。鉴于此,结合我国风电机组并网技术规范,首先阐明了风电场在电网故障穿越过程中的控制切换逻辑,并详细分析了风电机组在低电压穿越期间及恢复过程中的暂态有功及无功输出特性。其次,探讨了风电场低穿过程恶化系统暂态过电压的作用机制,在此基础上,对比分析了不同低穿控制方式对风电机组功率特性及对系统暂态电压的影响,并指出了敏感影响因素。最后,提出了风电机组低穿控制性能优化建议,可用于指导实际并网风电机组低穿控制策略优化,以有效抑制系统暂态过电压水平。 展开更多
关键词 低电压穿越 暂态过电压 风电机组 有功/无功特性 性能优化
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水平轴风力机的几个关键气动问题探讨 被引量:27
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作者 杜朝辉 《上海汽轮机》 2002年第1期30-35,共6页
水平轴风力机是最有效的风能转换装置之一 ,在世界各地得到了广泛的应用。本文讨论了在风力机的研究和开发过程中所遇到的几个关键气动问题 ,在分析这些问题产生原因的基础上 ,介绍了目前的研究现状和研究水平。本文并结合问题所涉及的... 水平轴风力机是最有效的风能转换装置之一 ,在世界各地得到了广泛的应用。本文讨论了在风力机的研究和开发过程中所遇到的几个关键气动问题 ,在分析这些问题产生原因的基础上 ,介绍了目前的研究现状和研究水平。本文并结合问题所涉及的基本理论 ,以及学科发展的趋势 ,提出了解决问题的基本方法 。 展开更多
关键词 气体动力学 水平轴风力机 风能利用 气动问题
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风电机组变速与变桨距控制过程中的动力学问题研究 被引量:33
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作者 叶杭冶 潘东浩 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1321-1328,共8页
讨论了额定风速以下的变速运行控制和额定风速以上的变桨距控制以及变速与变桨距两种控制策略的相互耦合关系;分析了风电机组主要部件包括叶轮、传动系统、塔架的各阶振动模态以及它们之间的相互影响力;提出了转矩控制对传动系统扭转振... 讨论了额定风速以下的变速运行控制和额定风速以上的变桨距控制以及变速与变桨距两种控制策略的相互耦合关系;分析了风电机组主要部件包括叶轮、传动系统、塔架的各阶振动模态以及它们之间的相互影响力;提出了转矩控制对传动系统扭转振动和变桨距控制对塔架前后振动的影响力及控制方案;应用BLADED和MAT- LAB软件对主要控制环节进行设计及参数调整,并对机组的控制效果进行仿真。结果表明,所采用的控制策略和控制算法能够满足控制要求,并能有效地解决动力学问题。 展开更多
关键词 风电机组 变速 变桨距控制 动态特性 阻尼 振动
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风力机风轮气动性能三维流场数值模拟 被引量:35
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作者 祝贺 徐建源 +1 位作者 滕云 齐宏伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第17期85-90,共6页
数值试验方法可为选择最佳形状风轮翼型和风轮尺寸,使风力机具有优异的空气动力特性提供试验依据。完善并依据计算流体动力学理论和相似理论,以风力机风轮作为研究对象,研究数值试验技术。建立考虑地形和风剪切效应影响的风电场风速湍... 数值试验方法可为选择最佳形状风轮翼型和风轮尺寸,使风力机具有优异的空气动力特性提供试验依据。完善并依据计算流体动力学理论和相似理论,以风力机风轮作为研究对象,研究数值试验技术。建立考虑地形和风剪切效应影响的风电场风速湍流数学模型,利用相似理论构建风电场三维数值试验,并通过计算流体动力学软件Fluent实现,用户自定义函数(user-defined function,UDF)技术定义风力机动态风速及数值试验边界条件。研究风力机风轮的气动性能,模拟风轮在空气动力作用下的风轮表面压力、风轮转速、力矩时程等气动力作用参数。研究结果表明:利用数值试验和现场实测2种方法得到的风轮气动动态特性随时间的变化趋势具有相似性。 展开更多
关键词 风力机 风轮 气动性能 三维流场 数值试验
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风力机尾流数学模型及尾流对风力机性能的影响研究 被引量:31
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作者 陈坤 贺德馨 《流体力学实验与测量》 CSCD 北大核心 2003年第1期84-87,共4页
为了合理布置风力机,尽量减小风力机尾流的影响,提高风电场效率,使风电场的经济性达到最佳,用风力机AV尾流数学模型计算了风力机尾流区速度分布和处于尾流区的风力机性能所受到的影响,计算结果和实验结果比较表明:AV尾流模型在一定程度... 为了合理布置风力机,尽量减小风力机尾流的影响,提高风电场效率,使风电场的经济性达到最佳,用风力机AV尾流数学模型计算了风力机尾流区速度分布和处于尾流区的风力机性能所受到的影响,计算结果和实验结果比较表明:AV尾流模型在一定程度上可以模拟风力机尾流区的速度分布,用来计算处于尾流区风力机性能是可行的。 展开更多
关键词 风力机 尾流 数学模型 影响 风电场
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基于运行数据的风力发电机组功率特性分析 被引量:29
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作者 刘昊 柳亦兵 +1 位作者 辛卫东 李若昭 《电网与清洁能源》 2009年第7期53-56,共4页
针对实际1.5MW风电机组,通过获取反映机组运行性能的实测风速、功率等数据,采用Bin方法对数据进行处理后,获得风电机组的功率曲线,并将其推广到机组风能利用曲线的提取。通过计算得到了2台机组的实际运行功率曲线、风能利用曲线及其标... 针对实际1.5MW风电机组,通过获取反映机组运行性能的实测风速、功率等数据,采用Bin方法对数据进行处理后,获得风电机组的功率曲线,并将其推广到机组风能利用曲线的提取。通过计算得到了2台机组的实际运行功率曲线、风能利用曲线及其标准差值,对风电机组的运行性能进行了对比分析和评估。 展开更多
关键词 风电机组 性能评估 功率曲线 风能利用曲线 BIN 方法
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风力机翼型气动特性数值模拟 被引量:30
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作者 马林静 陈江 +1 位作者 杜刚 曹人靖 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期203-209,共7页
采用CFD软件Fluent对美国NREL两种风力机翼型S825和S827进行了二维数值模拟,研究了不同网格密度、不同湍流模型对风力机翼型气动特性的影响,并与试验结果进行了对比分析。通过对3种网格密度(4万、7万和10万网格节点)及3种湍流模型(S-A、... 采用CFD软件Fluent对美国NREL两种风力机翼型S825和S827进行了二维数值模拟,研究了不同网格密度、不同湍流模型对风力机翼型气动特性的影响,并与试验结果进行了对比分析。通过对3种网格密度(4万、7万和10万网格节点)及3种湍流模型(S-A、Standard k-ε和Standard k-ω模型)的数值模拟标定,得出由Fluent软件进行风力机翼型数值模拟时,采用约7万网格节点、近壁Y^+<10时达到网格无关,S-A湍流模型进行气动性能预测相对精度较高,为风力机翼型气动设计提供了快速有效地数值仿真性能检测手段,具有较高工程实用价值。 展开更多
关键词 风力机 翼型 气动性能 数值模拟
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传动链模型参数对双馈风电机组暂态性能影响 被引量:30
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作者 李辉 叶仁杰 +1 位作者 高强 赵猛 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第3期24-30,共7页
为了较准确地研究并网双馈风电机组机电耦合作用对其暂态性能的影响,考虑风力机和发电机之间传动轴扭转柔性因素,采用等效集中质量法,建立风力机传动链的等效为两个质量块模型。基于并网双馈风力发电机组的功率控制策略和电磁暂态模型,... 为了较准确地研究并网双馈风电机组机电耦合作用对其暂态性能的影响,考虑风力机和发电机之间传动轴扭转柔性因素,采用等效集中质量法,建立风力机传动链的等效为两个质量块模型。基于并网双馈风力发电机组的功率控制策略和电磁暂态模型,在电网电压跌落故障下,对采用两个等效质量块传动链模型时的机组暂态运行性能进行仿真,并和不考虑传动链柔性的等效为一个质量块模型时的结果进行比较。应用传动链柔性模型,选取不同参数值时的机组暂态效果进行仿真比较和分析。结果表明:考虑风力机传动链柔性有助于准确分析双馈风力发电机组暂态性能,其暂态性能和传动轴系刚度系数、风力机和发电机惯性时间常数密切相关。 展开更多
关键词 风力发电 双馈发电机 电压跌落 暂态性能 传动链 柔性
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路堤上运行的高速列车在侧风下的流场结构及气动性能 被引量:27
13
作者 谭深根 李雪冰 +1 位作者 张继业 张卫华 《铁道车辆》 北大核心 2008年第8期4-8,共5页
强侧风产生的气动力时高速列车的运行安全性有显著的影响。基于三维、定常、不可压N-S方程以及k-ε双方程湍流模型,采用有限体积法,对侧风作用下路堤上运行的高速列车进行数值模拟计算,所模拟的列车时速达350 km。通过分析侧风条件下列... 强侧风产生的气动力时高速列车的运行安全性有显著的影响。基于三维、定常、不可压N-S方程以及k-ε双方程湍流模型,采用有限体积法,对侧风作用下路堤上运行的高速列车进行数值模拟计算,所模拟的列车时速达350 km。通过分析侧风条件下列车周围的流场结构,得到了风速、车速与气动力之间的变化关系。研究结果表明,尽管所计算的列车外表几何形状简单,但其流场仍然非常复杂,列车背风侧将产生数个漩涡,漩涡的位置随车速、风速发生变化。车辆气动力随风速、车速的增加而逐渐增大。头车所受倾覆力矩最大,且其增长率也最大。 展开更多
关键词 高速列车 路堤 侧风 气动性能 数值计算
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6种风力机叶片翼型的气动性能数值模拟研究 被引量:21
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作者 张果宇 冯卫民 +1 位作者 刘长陆 俞剑锋 《可再生能源》 CAS 北大核心 2009年第2期11-15,共5页
选取NACA4412,NACA4418,FFA-W3-211,FFA-W3-360,FX60-126和NREL-S809等6种常用风力机叶片翼型,进行二维几何建模和计算域网格划分,运用FLUENT软件对风力机叶片翼型的空气动力性能进行数值模拟和仿真分析;并与实验数据进行参照、对比和分... 选取NACA4412,NACA4418,FFA-W3-211,FFA-W3-360,FX60-126和NREL-S809等6种常用风力机叶片翼型,进行二维几何建模和计算域网格划分,运用FLUENT软件对风力机叶片翼型的空气动力性能进行数值模拟和仿真分析;并与实验数据进行参照、对比和分析,验证数值模拟的可靠性。对风力机叶片常用翼型进行气动数值模拟计算和分析,可深化了解风力机翼型的气动性能,为风力机叶片翼型选型和叶片翼型改型设计和研发工作提供技术参数和指导意见。 展开更多
关键词 风力发电机 数值模拟 气动性能 翼型
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环境参数对小型风力发电机叶片覆冰特性及输出功率的影响 被引量:26
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作者 舒立春 任晓凯 +4 位作者 胡琴 蒋兴良 梁健 邱刚 李瀚涛 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第21期5873-5878,6031,共6页
风力发电机叶片覆冰会影响风机气动性能,使其输出功率减少,但目前相关文献报道较少。为此,在大型多功能人工气候室内模拟不同覆冰环境,研究了环境温度、液态水含量(LWC)和风速对小型风力发电机叶片覆冰特性及输出功率的影响规律。结果表... 风力发电机叶片覆冰会影响风机气动性能,使其输出功率减少,但目前相关文献报道较少。为此,在大型多功能人工气候室内模拟不同覆冰环境,研究了环境温度、液态水含量(LWC)和风速对小型风力发电机叶片覆冰特性及输出功率的影响规律。结果表明:风力发电机叶片前缘和迎风面覆冰较多,前缘角状覆冰会导致其输出功率显著下降。经过相同时间的覆冰后,环境温度降低过程中,风机输出功率值先降低后升高,从而使得风机到达停机边缘所需覆冰时间呈先减少后增多的规律;LWC越高,风机输出功率越低,到达停机边缘所需覆冰时间越短;风速越大,风机输出功率越大,到达停机边缘所需时间越长。 展开更多
关键词 风力发电机 覆冰 气动性能 升阻比 输出功率
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大型风力机叶片表面粗糙度效应数值研究 被引量:25
16
作者 张骏 袁奇 +1 位作者 吴聪 王梦瑶 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第20期3384-3391,共8页
采用CFD方法,通过在风力机二维翼型和三维叶片表面设置等效颗粒粗糙度,对某1.5MW水平轴风力机积灰和昆虫引起的粗糙度效应进行详细的数值研究;计算结果表明:翼型表面尤其是前缘的粗糙度严重影响翼型气动性能,翼型气动性能对翼型表面光... 采用CFD方法,通过在风力机二维翼型和三维叶片表面设置等效颗粒粗糙度,对某1.5MW水平轴风力机积灰和昆虫引起的粗糙度效应进行详细的数值研究;计算结果表明:翼型表面尤其是前缘的粗糙度严重影响翼型气动性能,翼型气动性能对翼型表面光洁到粗糙的变化敏感,翼型前缘的粗糙度敏感性随着攻角增大而增加,压力面尾缘局部粗糙度会在一定程度上提高翼型气动性能;对于三维叶片,表面粗糙度尤其是叶尖部位将严重破坏叶片气动性能,叶片整体粗糙度效应不是各段局部粗糙效应简单的线性叠加,而是其综合影响的结果。该文研究可以对风力机叶片表面粗糙度效应机制和气动性能优化提供理论依据。 展开更多
关键词 风力机 气动性能 表面粗糙度 数值模拟 粗糙度敏感性
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基于实时数据的风力发电机组性能在线评价 被引量:24
17
作者 徐创学 刘鲁清 +3 位作者 谢云明 申大伟 王智微 杨东 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第4期88-91,共4页
在分析常规风电机组出力特性评价方法的基础上,探讨了评价过程中存在的诸多问题。介绍了一种通过实时/历史数据库获取风电场相关生产数据,并将所得数据换算成标准条件下的环境工况值,进行实时在线计算。通过自动绘制风电机组风速-电功... 在分析常规风电机组出力特性评价方法的基础上,探讨了评价过程中存在的诸多问题。介绍了一种通过实时/历史数据库获取风电场相关生产数据,并将所得数据换算成标准条件下的环境工况值,进行实时在线计算。通过自动绘制风电机组风速-电功率的特性曲线,结合标定的额定设计值,对实际运行结果数据进行离散度偏差比较,从而实时监测和评价风电机组在某段时间内和当前时期内的运行性能。 展开更多
关键词 风力发电机组 性能 在线评价 风速 功率 实时数据库 历史数据库
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2MW风机复合材料叶片材料及工艺研究 被引量:24
18
作者 冯消冰 王伟 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 2010年第4期84-88,共5页
风力机在工作过程中,风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界作用。为了提高复合材料叶片的载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能,必须对树脂基体系统进行精心设计和改进,采用性能优异的环氧树脂,改善玻璃纤维/... 风力机在工作过程中,风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界作用。为了提高复合材料叶片的载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能,必须对树脂基体系统进行精心设计和改进,采用性能优异的环氧树脂,改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能,提高叶片的承载能力,扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。通过对新型环氧树脂的研究和对传统叶片工艺的创新,研究结果表明复合材料叶片可以达到在恶劣工作环境中长期使用的性能。 展开更多
关键词 风力机 叶片 环氧树脂 玻璃纤维 工艺 性能
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“三塔合一”间接空冷塔内空气流场分布特性 被引量:21
19
作者 席新铭 王梦洁 +2 位作者 杜小泽 杨立军 杨勇平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第23期6089-6098,共10页
间接空冷、脱硫与排烟功能一体的"三塔合一"技术,兼具节水、节能和环保优势,近年来在我国火力发电中得到快速发展。"三塔合一"条件下,空冷塔内空气流场的热力性能,对揭示空冷塔散热、烟气扩散及空冷塔内壁腐蚀等关... 间接空冷、脱硫与排烟功能一体的"三塔合一"技术,兼具节水、节能和环保优势,近年来在我国火力发电中得到快速发展。"三塔合一"条件下,空冷塔内空气流场的热力性能,对揭示空冷塔散热、烟气扩散及空冷塔内壁腐蚀等关键问题具有重要意义。建立了间接空冷塔内布置烟囱和脱硫塔的数学模型,通过数值模拟方法分析了环境风和烟囱高度对塔内空气流场及散热器热力性能的影响,并获得了定量的分析结果。研究表明:环境风对空冷系统塔内空气流场和温度场有较大影响,进而影响空冷散热器的散热性能,不利于烟气扩散,同时会加重空冷塔壁腐蚀;而烟囱高度对空冷塔换热性能的影响较小。 展开更多
关键词 间接空冷塔 烟塔 脱硫塔 三塔合一 环境风 空气流场 热力性能
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含不同风电机组的风电场暂态运行特性仿真研究 被引量:20
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作者 李辉 赵斌 +2 位作者 史旭阳 王荷生 杨超 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2011年第13期1-7,共7页
随着大容量风电场集中接入电网,有必要研究含不同风电机组参数和类型的风电场暂态特性及对电网的影响。在分析笼型异步和双馈异步风电机组暂态模型的基础上,分别建立了含不同风电机组的风电场容量加权等值模型。从风电机组不同容量比、... 随着大容量风电场集中接入电网,有必要研究含不同风电机组参数和类型的风电场暂态特性及对电网的影响。在分析笼型异步和双馈异步风电机组暂态模型的基础上,分别建立了含不同风电机组的风电场容量加权等值模型。从风电机组不同容量比、风电场不同短路容量比以及电网联络线不同阻抗比角度,对含不同风电机组的风电场暂态运行特性进行仿真。仿真结果表明:在电网接受风能容量一定的条件下,双馈异步风电机组装机容量比例提高以及风电场短路容量比和联络线阻抗比的降低,都可以提高和改善风电场出口处电压和机组的暂态稳定性。 展开更多
关键词 风力发电 风电场 笼型异步发电机 双馈发电机 暂态特性
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