垂直轴永磁同步风力发电系统建模及瞬时功率控制策略 被引量：10

1

作者 杨国良 李惠光 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期39-42,共4页

以垂直轴风轮(VAWT)和永磁体励磁多极直驱式同步风力发电机组(D-PMSG)为对象,建立了包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型的垂直轴永磁同步风力发电系统的数学模型及结构,提出对有功功率、无功功率进行瞬时控制策略:通过频率控制... 以垂直轴风轮(VAWT)和永磁体励磁多极直驱式同步风力发电机组(D-PMSG)为对象,建立了包括风力机模型、传动系统模型和发电机模型的垂直轴永磁同步风力发电系统的数学模型及结构,提出对有功功率、无功功率进行瞬时控制策略:通过频率控制环和电压控制环对负载或并网瞬时有功功率和无功功率进行分解计算,得到逆变器输出电流参考值,与实际的逆变器输出电流测量值比较后产生控制波,再与定频三角载波信号比较,产生PWM控制信号控制逆变器的各桥臂导通和关断。运用Matlab/Simulink建立了系统仿真模型,对有功功率、无功功率瞬时控制策略进行仿真,结果验证了该模型的合理性及控制策略的正确性和可行性。 展开更多

关键词 垂直轴风轮 风力发电 永磁同步发电机 瞬时功率控制 数学模型

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基于滑移网格的H型垂直轴动态气动特性分析 被引量：6

2

作者 高伟 李春 +1 位作者 叶舟 聂佳斌 《流体机械》 CSCD 北大核心 2013年第10期36-40,共5页

垂直轴风力机的气动特性非常复杂,采用工程气动模型会有较大误差,因而本文针对NACA0012翼型,基于滑移网格技术,并选用Spalart-Allmaras方程湍流模型和基于压力的Simple算法对H行垂直轴风轮流场进行瞬态CFD计算,整个计算结果通过了严格... 垂直轴风力机的气动特性非常复杂,采用工程气动模型会有较大误差,因而本文针对NACA0012翼型,基于滑移网格技术,并选用Spalart-Allmaras方程湍流模型和基于压力的Simple算法对H行垂直轴风轮流场进行瞬态CFD计算,整个计算结果通过了严格的网格数和计算区域验证。同时,本文通过对流场的分析,获得了风力机的动态失速与升阻力系数等气动特性,计算结果对H轴风力机的设计与开发具有一定理论价值。 展开更多

关键词 垂直轴风轮 动态失速 气动特性 计算流体力学

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垂直轴风轮阻力型支撑杆研究 被引量：5

3

作者 张立军 赵昕辉 +3 位作者 马东辰 米玉霞 王旱祥 刘延鑫 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期1449-1455,共7页

为了研究阻力型支撑杆对垂直轴风轮自启动性能和风能利用率的影响,分析了阻力型支撑杆的气动特性,获得了顺风区和逆风区作用在支撑杆上的相对风速分布。在此基础上,理论对比了圆形、V形外凸圆和V形内凹圆三种截面支撑杆各自旋转一周的... 为了研究阻力型支撑杆对垂直轴风轮自启动性能和风能利用率的影响,分析了阻力型支撑杆的气动特性,获得了顺风区和逆风区作用在支撑杆上的相对风速分布。在此基础上,理论对比了圆形、V形外凸圆和V形内凹圆三种截面支撑杆各自旋转一周的平均输出转矩,分析显示,V形内凹圆截面支撑杆组成的风轮具有较好的自启动能力和稍高的风能利用率。为进一步验证理论计算结果,通过数值模拟计算了以上三种截面支撑杆各自在不同转速下的平均输出转矩。仿真结果表明:与传统的圆形截面支撑杆相比,V形内凹圆截面支撑杆能改善垂直轴风轮的自启动能力,可使风能利用率提高3.44%,这与理论分析结果吻合较好。 展开更多

关键词 垂直轴风轮 阻力型支撑杆 气动特性 V形截面 数值模拟

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垂直轴风轮叶片翼型的性能对比分析 被引量：2

4

作者 王旱祥 李乐乐 +4 位作者 李珊珊 赵昕辉 张立军 刘延鑫 姜浩 《机床与液压》 北大核心 2018年第21期107-111,共5页

提出基于Profili软件与Fluent软件的风力机翼型性能快速准确对比方法。基于正问题设计给出一种新的叶片翼型,对比新翼型和初始翼型的几何形状、气动系数和流场分布情况。研究发现:新翼型上下表面的压差明显增大,其综合特性优于初始翼型... 提出基于Profili软件与Fluent软件的风力机翼型性能快速准确对比方法。基于正问题设计给出一种新的叶片翼型,对比新翼型和初始翼型的几何形状、气动系数和流场分布情况。研究发现:新翼型上下表面的压差明显增大,其综合特性优于初始翼型。采用数值模拟和试验研究相结合的方法,对采用上述两种翼型的垂直轴风力机的气动性能进行分析。结果表明:推动新风轮的合力矩要高于初始风轮受到的合力矩,新风力机的启动特性有了明显改善,单位时间的发电量至少增加了10%。 展开更多

关键词 垂直轴风轮 翼型 气动性能 对比方法

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实度对垂直轴风轮功率系数影响的数值模拟分析 被引量：2

5

作者 陈宇明 傅秀聪 +3 位作者 张骏升 欧宝星 吴池力 赵汝恒 《新能源进展》 2017年第6期409-416,共8页

垂直轴风轮是风能转换的主要设备之一,CFD方法是对其复杂绕流场进行数值模拟的有效手段。实度是影响垂直轴风轮性能的主要参数之一,由叶片数、翼型弦长及转子半径三个参数共同决定。为研究不同参数组合工况下垂直轴风轮的气动力学行为,... 垂直轴风轮是风能转换的主要设备之一,CFD方法是对其复杂绕流场进行数值模拟的有效手段。实度是影响垂直轴风轮性能的主要参数之一,由叶片数、翼型弦长及转子半径三个参数共同决定。为研究不同参数组合工况下垂直轴风轮的气动力学行为,采用SST-DDES方法对垂直轴风轮二维模型进行了数值模拟,并与已有研究结果对比分析,评估了SST-DDES预测垂直轴风轮气动性能的准确性。其次,对模拟结果有关键影响的计算域、网格精度以及时间步长进行了无关性研究,减少计算资源消耗并增进数值模拟的可靠性。最后,对多组不同实度的工况进行数值模拟,得到每种工况下功率系数与尖速比的关系曲线。结果表明,风轮实度在0.2~0.5之间时其功率系数峰值最大;两叶片风轮比多叶片风轮具有更高的功率系数峰值和更宽的有效尖速比范围;增大风轮的半径可显著提高风轮的功率峰值系数;风轮实度及半径一定时,不同叶片数和弦长组合具有相似的功率系数曲线。 展开更多

关键词 实度 垂直轴风轮 数值模拟 风能

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采用新颖翼型的H型风轮气动特性试验研究 被引量：2

6

作者 朱建勇 刘沛清 《排灌机械工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期237-242,共6页

为了提高H型风轮的自启动性能,探索性地设计了一种仅有前缘和一个翼面的新颖翼型,并对采用该翼型的H型风轮进行风洞试验,分别测试了H型风轮在多个风速下的空载启动性能和功率输出特性,分析了雷诺数效应及翼型对于不同实度风轮的适用性.... 为了提高H型风轮的自启动性能,探索性地设计了一种仅有前缘和一个翼面的新颖翼型,并对采用该翼型的H型风轮进行风洞试验,分别测试了H型风轮在多个风速下的空载启动性能和功率输出特性,分析了雷诺数效应及翼型对于不同实度风轮的适用性.结果表明:采用新颖翼型的H型风轮能够低风速启动,具有较好的启动性能,该翼型对于提高大实度风轮的启动性能尤其明显;采用该翼型的大实度风轮以阻力为主要驱动力,本质上属于阻力型风力机,然而具有较高的风能利用系数.综合启动性能和功率输出特性,文中设计的翼型适用于大实度H型风轮. 展开更多

关键词 垂直轴风轮 风能 新颖翼型 气动特性 风洞试验

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垂直轴风轮性能检测试验台 被引量：1

7

作者 李根生 杨宗霄 宋磊 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第6期16-20,27,共6页

为了提高垂直轴风轮试验数据的测控精度及其自动化水平,针对垂直轴风轮性能检测研发了一套试验系统,系统由风轮支撑调整子系统、信号采集与分析子系统和加载子系统3部分构成。对每个子系统进行了分析、计算和设计。以Savonius型风轮样... 为了提高垂直轴风轮试验数据的测控精度及其自动化水平,针对垂直轴风轮性能检测研发了一套试验系统,系统由风轮支撑调整子系统、信号采集与分析子系统和加载子系统3部分构成。对每个子系统进行了分析、计算和设计。以Savonius型风轮样机为测试对象,在风速从5 m/s至25 m/s,负载电流从空载到0.18 A的条件下,用试验台对风速、转速和转矩等参数进行实时检测,得到功率与风速的关系以及不同负载条件下的效率最大值。检测结果表明:该试验台能够完整地测试风轮的性能参数,达到了预期设计性能。 展开更多

关键词 垂直轴风轮 风洞试验 风轮性能检测 多通道风速检测 调节式磁粉加载

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后缘小翼对垂直轴风力机风轮振动频率的影响 被引量：1

8

作者 陈涛 陈永艳 +2 位作者 高志鹰 郭少真 汪建文 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期317-322,共6页

探索添加不同后缘小翼对垂直轴风力机风轮振动频率的影响规律,采用可编程直流负载箱施加固定负载及运用数字变频技术调节风洞不同来流风速的方式对风力机进行动态测试,通过PULSE 21.0振动测试系统对风轮动频信号进行间接采集。对实验数... 探索添加不同后缘小翼对垂直轴风力机风轮振动频率的影响规律,采用可编程直流负载箱施加固定负载及运用数字变频技术调节风洞不同来流风速的方式对风力机进行动态测试,通过PULSE 21.0振动测试系统对风轮动频信号进行间接采集。对实验数据进行分析处理发现,随着风轮转速的增大,添加相同类型小翼的叶片一阶、二阶振动频率增幅会随小翼尺寸的增大而增加;添加扇型小翼的叶片振型频率的增幅比流线型小翼(相同尺寸)的叶片振型频率的增幅大;添加尺寸较大小翼的叶片二阶振型频率更易超过尺寸较小小翼的叶片振型频率。 展开更多

关键词 风力机 模态分析 振动频率 垂直轴风轮 小翼 风洞

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3700 kW海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能海上电站的研究 被引量：1

9

作者 邢志光 《太阳能》 2020年第3期68-75,共8页

介绍了一种利用海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能发电的新方式,并以3700 kW发电功率为例,详述了海上电站设计理念及电站具体结构设想,实现了海上大功率稳定发电,同时该海上电站还兼具"制冷+制热+海水淡化+电解制氢"... 介绍了一种利用海浪能、风能、太阳能多能互补压缩空气储能发电的新方式,并以3700 kW发电功率为例,详述了海上电站设计理念及电站具体结构设想,实现了海上大功率稳定发电,同时该海上电站还兼具"制冷+制热+海水淡化+电解制氢"等多种用途。 展开更多

关键词 海上电站 框架结构 浮筒-气缸 垂直轴风轮 槽式太阳能集热管 多能互补 压缩空气储能

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基于叶片弦长的小型H型垂直轴风机气动性能分析 被引量：21

10

作者 郑云 吴鸿斌 +2 位作者 杜堂正 赵宇波 柯坚 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第5期190-192,共3页

针对不同弦长下的小型H型垂直轴风轮模型,建立风轮外流场CFD(Computational Fluid Dynamic)模型,采用移动网格技术,选用RNG两方程湍流模型和基于压力的隐式Couple算法进行瞬态计算,获得风轮气动性能曲线,进而分析叶片弦长对小型H型垂直... 针对不同弦长下的小型H型垂直轴风轮模型,建立风轮外流场CFD(Computational Fluid Dynamic)模型,采用移动网格技术,选用RNG两方程湍流模型和基于压力的隐式Couple算法进行瞬态计算,获得风轮气动性能曲线,进而分析叶片弦长对小型H型垂直轴风力机风轮气动性能的影响。 展开更多

关键词 CFD 小型H型垂直轴风轮 风能利用率 尖速比

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小型H型垂直轴风机安装角度的CFD数值模拟与分析 被引量：7

11

作者 李健 孟宪举 +1 位作者 李少峰 张荣建 《河北联合大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第4期56-59,共4页

主要采用基于计算流体力学的数值模拟方法,利用有限体积法对H型风力发电机的气动性能进行计算,获得不同安装角度的风轮气动性能曲线,并在此基础上确定了最佳安装角度,对小型H型垂直轴风机运行过程中得到最优功率提供了指导。

关键词 CFD 小型H型垂直轴风轮 气动性能 安装角度

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太阳能烟囱中风压式通风装置的三维非定常数值模拟 被引量：6

12

作者 陈佳俊 左潞 +4 位作者 周晓天 丁玲 许波峰 王嘉良 何新屹 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第4期606-612,共7页

通过构建太阳能烟囱中风压式通风装置的物理模型,并运用Fluent仿真软件对风压式通风装置进行三维非定常数值模拟,从而获得该装置的流场特性及性能参数。研究结果表明:当风轮直径为10 m,风轮高度为15 m时,平衡工况下风轮的转速为69.3 r/m... 通过构建太阳能烟囱中风压式通风装置的物理模型,并运用Fluent仿真软件对风压式通风装置进行三维非定常数值模拟,从而获得该装置的流场特性及性能参数。研究结果表明:当风轮直径为10 m,风轮高度为15 m时,平衡工况下风轮的转速为69.3 r/min,风压式通风装置能够产生64.5 Pa的负压;在特定的过流断面上,不同方位角的速度场及压力场呈现出明显的差异性,风压式通风装置内的流场较为复杂;风压式通风装置中叶片的转矩呈周期性变化,通风机叶片的总转矩随方位角变化不大;在一个运行周期内,H型垂直轴风轮叶片的总转矩呈先增加后减小的变化趋势,总体上达到动态平衡。 展开更多

关键词 太阳能烟囱 H型垂直轴风轮叶片 通风机叶片 非定常流场 数值模拟

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基于不同叶片安装角的小型垂直轴风轮气动性能分析 被引量：2

13

作者 邱勇 郭兴文 蔡新 《太阳能》 2012年第15期40-42,52,共4页

针对不同安装角下的小型垂直轴风轮模型,建立风轮外流场CFD模型,采用移动网格技术,选用SST二维湍流模型和基于压力隐式耦合算法进行瞬态计算,获得风轮气动性能曲线,进而分析不同叶片安装角对小型H型垂直轴风力机风轮功率特性的影响,得... 针对不同安装角下的小型垂直轴风轮模型,建立风轮外流场CFD模型,采用移动网格技术,选用SST二维湍流模型和基于压力隐式耦合算法进行瞬态计算,获得风轮气动性能曲线,进而分析不同叶片安装角对小型H型垂直轴风力机风轮功率特性的影响,得出不同尖速比下使风轮获得最大风能利用率的最佳安装角。 展开更多

关键词 CFD 小型H型垂直轴风轮 风能利用率 安装角

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风力增压联合海水淡化太阳能烟囱电站初探

14

作者 左潞 陈佳俊 +1 位作者 周晓天 许波峰 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期620-627,共8页

建立风力增压联合海水淡化太阳能烟囱电站(WSSCPPCSD)的数学模型,以西班牙太阳能烟囱电站原型为基础进行数值模拟,并用对比的方法分别对太阳能烟囱电站(SCPP)、联合海水淡化太阳能烟囱电站(SCPPCSD)及WSSCPPCSD却有所降低,通过风力增压... 建立风力增压联合海水淡化太阳能烟囱电站(WSSCPPCSD)的数学模型,以西班牙太阳能烟囱电站原型为基础进行数值模拟,并用对比的方法分别对太阳能烟囱电站(SCPP)、联合海水淡化太阳能烟囱电站(SCPPCSD)及WSSCPPCSD却有所降低,通过风力增压系统在烟囱出口提供64.5 Pa的负压,可使SCPPCSD量提高8.22 kg/h,太阳能综合利用率提高到13.2%。风力增压系统不仅能显著增加发电量,而且可提高淡水产出。 展开更多

关键词 太阳能烟囱 海水淡化 涡轮机 H型垂直轴风轮 通风机叶片 风力增压

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垂直轴自变叶片风轮的原理及应用

15

作者 徐四胜 《科技与企业》 2012年第18期300-300,共1页

本文论述的自变叶片风轮,巧妙地利用风力,使逆风面的自变叶片阻力几可忽略不计,而顺风面却可全额做功。由于垂直轴自变叶片风轮具有制造简单、维护方便、不产生噪音等优点,有替代其他风轮的潜力。

关键词 水平轴风轮 垂直轴风轮 自变叶片

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