风力机风轮模拟实验平台的设计

对于风力发电技术的研究,一套完整的风轮机输出特性模拟系统的建立是重要的环节,通过建立风速和风轮机转矩数学模型,利用组态王软件进行模拟,将信号传送给变频器来控制异步电机进而模拟风轮机的输出特性。实验结果表明,该模拟系统具有良好的动态性能和可行性,适用于风力发电系统的相关研究工作。     

双风轮风力发电机的建模与仿真

介绍双风轮风力发电机,一种新型的变速恒频风力发电机.其设计思想尚属首创,结构相对简单,坚固可靠,具有发电量高、成本低及在一定条件下独立供电等优点.此外,由于双风轮风力发电机的有功和无功功率均可调节,对电网可起到稳压、稳频的作用,提高了发电质量,预计在未来有着很好的应用前景.从坐标变换、电机的基本理论和双风轮风力发电机的原理出发,推导dq坐标系下的数学模型,并用Matlab/simulink仿真验证该模型的正确性,为今后该类发电机控制策略的研究及具体实现提供了理论基础.     

基于ANSYS CFD的空气净化器风轮仿真优化研究

本文以空气净化器为研究对象,从净化器配套的风轮着手,运用ANSYS Workbench平台搭建设计分析流程,使用ANSYS CFD系列软件对风轮进行仿真优化。结果表明,通过风轮结构参数的优化可以达到降噪的目的。文中所提出的参数化方法和CFD分析流程为离心风机的优化设计提供了有效的工具。     

对变桨距及定桨距风轮气动性能与功率控制方式特点的分析

本文通过对变桨距及定桨距风轮气动性能与功率控制方式特点的分析与研究，可结合风电场的实际情况，及时分析和合理应用，寻找风力机在安装运行中的问题，扬长避短，能够有效的提高风机的发电量。     

H型风轮流动控制的实验研究

为了提高H型风轮的气动性能,将上游来流引入叶片尾缘并在尾缘缝隙形成射流的被动流动控制方法应用到H型风轮并在低速风洞进行风洞实验,得到了原型风轮与流动控制下风轮的基本气动性能。实验结果表明:原型风轮的气动性能系数(扭矩系数Cm、风能利用系数Cp)均随着尖速比λ的增大先增大,在尖速比λ1时取得最大值,然后再减小,随着来流风速的增大,气动性能系数增大,且气动性能系数最大值对应的尖速比λ增大;相对于原型风轮,流动控制下风轮的气动系数均有提高,尤其是尖速比λ1.2,气动性能系数显著增加,随着来流风速的增大,流动控制效果减弱,在尖速比λ1.2时,流动控制效果减弱明显。     

H型垂直轴风力机风轮气动性能分析

用FLUENT数值仿真软件,对H型垂直轴风力机的风轮进行了瞬态模拟计算,得到风力机在正常运行过程中的速度分布云图、压力分布云图和湍动能分布云图;据此分析了风轮在运行过程中的速度场、压力场等气动特性.结果表明,当外界来流风速从5 m/s增加到15 m/s时,最大压力差增加到原来的6.5倍.该结论可为垂直轴风力机的设计提供...     

面向风电机组有功功率控制的风轮变速运行模式比较研究

电力系统迫切需要风电机组(简称风机)从最大功率点跟踪控制转变为支撑电网二次调频的有功功率控制(active power control,APC)。延续最大功率点跟踪控制的设计思路,现有风机APC控制研究大多基于系统稳态的视角,将风机控制到稳定平衡点,在稳定平衡点处响应电网指令和维持机电动态稳定。但面对湍流风速,大惯量风轮实际上处于不断变速的动态过程中,而非持续运行在稳定平衡点处,对APC控制性能造成不容忽视的影响。为此该文从现有风机APC控制策略中归纳出两种风轮变速运行模式：主动变速和被动变速,两者对应于截然不同的变速机理和动态过程。运用频域分析和实验数据分析,比较了两种变速运行模式在功率指令响应性能、传动链载荷及变桨执行机构疲劳载荷方面的差异。结果表明,被动变速放弃了对稳定平衡点的跟踪,利用风轮惯性响应缓冲风速波动,更适用于湍流风速场景。该文工作为风机APC控制设计与性能优化提供了风机运行机理方面的基础。     

高速风力机风轮侧偏调速设计计算与研究

根据多年的实践经验，作者对高速风力机风轮侧偏调速方式进行了全面的设计计算与研究。即：风轮侧偏力矩Mp及对应风速的计算；尾舵回位力矩Mh的计算；调速过程的力矩平衡与变化及影响Mp及Mh的结构参数的选择原则等。     

风力发电的数模混合模拟平台研究与实现

为了提高风力发电研究的灵活性和经济性,对风力发电模拟甲台进行了研究、设计和实现.分别对风速、风机和传动系统进行了建模.得出相应的数学模型.并用上位机软件进行模拟.通过对伺服屯机的控制和并网装置的设计.搭建了风力发电模拟平台.针对风力发电机组输出功率不稳定,容易造成无功补偿不足或过补偿等问题,提出并制定了补偿电容自动分组投切策略,使风力发电机组在不同风速下运行时,功率因数始终接近1.利用风力机模拟软件Bladed进行了仿真.实验结果证明该模拟平台可以准确地模拟实际风力发电机组的工况.     

配电自动化混合模拟仿真试验平台研究

随着配电网自动化建设的推进和分布式电源的接入,传统配电网的保护、运行和控制已经不能满足配电网复杂的运行环境需要.针对电网运行人员急需搭建一个仿真试验环境,来更加准确地研究配电网系统运行和故障响应特征,利用低电压模拟高电压仿真技术搭建配电主站系统、通信网络、终端设备、继电保护等,实现配电网网架的灵活搭建、分布参数设置和切换,不同类型故障模拟,馈线自动化模式设置及不同类型终端测试,馈线自动化逻辑正确性验证,短路、接地故障设置、定位及算法的验证,试验过程监视、分析和管理,完成主动配电网系统动模试验平台不同拓扑结构保护方案正确性、算法适应性验证研究和教学培训工作.     

Mecanum轮全向移动平台运动精度的仿真分析

首先对Mecanum轮的运动原理进行说明,然后对4 Mecanum轮的全向移动平台进行运动受力分析,并基于UG对该全向移动平台进行动力学仿真,在改变重心、单轮悬空和水平力作用的情况下,分析位移和运动的准确性变化。然后,对装配有悬挂系统且单轮悬空的情况进行运动分析,说明悬挂系统对4 Mecanum轮全向移动平台的重要性。最后对辊子在直行、横移、旋转运动的情况下的受力进行比较,为辊子材料的选择提供借鉴。     

风力机半物理仿真实验平台通信设计与实现

以建立风力机半物理仿真平台为背景,为实现上位机与下位机之间的通信,提出基于OPC、共享变量引擎技术来建立通信的方法。在分析了OPC、共享变量引擎技术的原理之后,利用LabView、RsLinx以及OPC Quick Cli-ent等软件,通过一系列的配置以及编程,实现了上位机对PLC的控制。仿真结果表明,通过OPC技术可以有效地、简便地实现LabView与PLC之间数据的实时交换,也进一步验证了风力机半物理仿真实验平台通信设计的正确性与有效性。     

基于异步电机的风力机模拟实验平台的研究

提出了一种风力发电系统研究和实验平台的设计方案,利用逆变器控制的异步电动机模拟风力机特性,驱动风力发电机运行.首先分析了风力机的功率和转矩特性,讨论了风力机的转矩模拟方案.通过给定风速和实测转速,按照风力机特性可计算出应输出的转矩.控制异步电机输出同样的转矩,便可实现风力机的模拟.异步电机采用了带有前馈解耦的间接磁场定向矢量控制,其dq轴电流可分别对磁链和转矩进行控制,其转矩响应可满足控制要求.在变风速和变转速两种典型运行条件下的实验结果表明,异步电机可以准确的对风力机特性进行模拟.该平台可方便地用于实验室条件下的风力发电系统研究.     

基于鼠笼式异步电机的风机模拟实验平台研究

设计并实现了一个基于鼠笼式异步电机的风机模拟实验平台,为风力发电系统研究提供可控的自然风环境.首先分析了风力机的特性,建立了风力机的模型.通过给定风速和实测转速,按照风力机特性计算出输出的转矩.控制异步电机输出同样的转矩,便可实现风力机的模拟.开发了上位机监测与控制软件,由上位机将相应控制指令下传给一台变频器,来控制异步电机完成特性模拟.在变风速和变转速两种典型运行条件下的实验结果表明,上位机界面满足了用户交互的需求,系统能再现风机在各种不同运行环境下的机械特性,并可与双馈发电机配合进行最大风能追踪实验,满足测试和验证风力发电机控制算法的要求.     

小功率风力发电试验平台设计

风能作为一种清洁、无污染的能源,越来越受到世界各国的关注,风力发电也就成为研究的重点和热点[1]。在实验室里开展对风电技术的研究时,风电试验平台的建立就显得尤为重要。对功率为500W的直驱式风力发电试验平台的设计方案进行研究,研究表明该平台主要包括风力机模拟装置、电力电子变换装置、永磁同步发电机、DSP控制器等硬件部件。实验表明该试验平台能够实现单位功率因数并网,并能保持直流侧电压稳定。     

虚拟风场和风力机模拟系统的实验研究

在不具备风场环境或风力机的条件下,建立虚拟风场和风力机模拟系统,对风力发电系统的研究具有重要作用。根据风速变化规律,建立了基于谱密度分析的自回归理论的风速模型。在此风速模型基础上,考虑涡流效应,对叶片进行受力分析,根据叶素理论和权系数分配叶素的方法建立风轮转矩模型,利用转矩控制直流电动机模拟风力机,搭建了虚拟风场和风力机模拟系统实验平台。虚拟风场的建立为虚拟风力机暂态或连续性实验提供了良好的基础。风力机模拟系统实验不仅验证了风轮转矩模型的准确性,反映了风速变化时模拟输出风轮转矩的快速跟随性能,而且可用于变速恒频风力发电系统的研究,证明其控制策略的正确性。     

2MW电磁耦合风电机组实验平台测量控制系统

2 MW电磁耦合风电机组是为提高低电压穿越能力而研制的,为方便对其实验平台进行数据采集和操作,编制测量与控制系统。主要阐述测控系统的软件开发流程,包括需求分析、系统设计、功能设计、系统模块介绍、系统测试与改进等方面。应用结果表明,该测控系统能满足风电机组实验需求,实现变风速并网发电并获取了相应的实验数据;软件系统是结构化和模块化的,具备一定扩展性和维护性。