柔塔式风力机组载荷测试与仿真分析

柔塔式机组是低风速高剪切地区首选风力机组,由于机组的高塔架特点,其载荷特性是结构设计的重点.基于新版载荷测试标准,对140 m塔高机组开展载荷测试,重点关注机组的频谱特性以及叶片与塔架主要部件的载荷,并与仿真结果进行对比分析.结果表明,机组仿真结果模态与载荷输出结果与测试数据相近,验证了仿真模型的正确性,研究结果对风力...     

风力发电机组的动态特性研究

动态特性是研究风力发电机组性能和效率的依据.通过对风力发电机组动态特性的研究分析,以西班牙Gamesa公司生产的G80-2.0MW型风力发电机相关参数为基础,建立了系统的动态模型,利用MATLAB/SIMULINK工具箱对传动系统进行了动态仿真分析,结果证明了系统的可靠性和适应性.     

风力发电机齿轮传动系统的动态特性分析

以某1.5MW风力发电机齿轮传动系统为研究对象,基于机械动态仿真技术,对传动系统的动态特性进行研究。以Pro/E和S4WT为工具,建立其齿轮-传动轴-轴承-箱体的系统耦合分析模型。给出了约束、驱动和负载的添加方法,综合考虑轮齿时变啮合刚度、啮合误差、轮齿啮合冲击等内部激励,以及风力机气动转矩和负载转矩等外部激励的条件下,得到了系统的振动响应和动态啮合力,并和理论值进行对比验证。研究结果为风力发电机齿轮传动系统的动态优化设计和可靠性分析提供了理论依据。     

基于MATLAB的双馈风力发电机组动态特性分析

为了确保风电场的安全、可靠地为电力系统输送优质电力,提高电力系统的使用寿命,针对双馈风力发电机进行了研究,从最大的风能捕捉与光滑的输出功率出发,着重探讨了机组的数学建模问题。对双馈式风力发电机各个部件的工作原理、工作特点进行详细分析,并利用MATLAB软件对其进行建模。在此基础上,将该方法应用于电力系统的随机特性,并将其应用于电力系统的系统中。     

变风速运行控制下风电传动系统的动态特性

基于齿轮系统动力学的方法对风电传动系统进行研究。运用基于自回归模型的线性滤波法(Auto-regressive,AR)建立的风速模型对实际风场的随机风速进行模拟;根据风力发电机在实际情况中的运行控制策略获得风力发电机齿轮传动系统的时变输入转矩激励;综合考虑风力发电机齿轮传动系统中各个齿轮副的时变啮合刚度、各个滚动轴承的刚度、各个轮齿综合啮合误差等内部激励,采用集中参数质量法建立风力发电机齿轮传动系统的耦合动力学模型;在此基础上建立风力发电机齿轮传动系统的动力学微分方程并进行仿真计算,分别求解风力发电机齿轮传动系统的固有频率、振动响应、动态啮合力和滚动轴承动态轴承力。研究结果为风力发电机传动系统的动态性能优化设计和可靠性设计奠定了基础。     

电磁先导阀动态特性仿真与分析

介绍了某种常见的电磁铁的结构及其工作原理,利用Ansoft和AMESim两种软件分别对电磁铁以及电磁先导阀进行仿真分析,从而实现电磁同路、机械传动以及液压系统三者之间的耦合.通过将电磁铁仿真曲线与试验曲线比较发现,该仿真结果与试验结果非常吻合.     

小型低风速风力发电机永磁轴承的设计与分析

风能是重要的可再生能源,低风速风能的利用对风力发电的发展有重要意义。磁力轴承能有效地减小风力发电机的启动阻力矩、降低启动风速。永磁轴承具有体积小、无功耗、结构简单、零响应时间等优点而被广泛应用。对永磁轴承的结构设计进行了分析,并采用轴向磁化轴向叠加多环径向永磁轴承作为低风速风力发电机主轴支承,用有限元法分析计算了的永磁径向轴承的径向力,完成了实验样机,对比实验表明,该样机的启动阻力矩比传统的风力发电机降低了40%。     

水力机组动态特性参数测试仪

本文介绍了对水力机组动态特性进行了建模时的数据获取方法及测试仪的软硬件结构。     

低风速下工作的风力提水机

FT-2.6型风力提水机(图1)具有以下特点:1.平均风速为2.5m/s时即可从9m深度向地面供水;2.风轮的风能利用系数为0.468;3.无风时可用手动提水装置向地面供水。 FT-2.6型风力提水机由叶轮、传动箱、尾翼、机座(及回转体)、塔架、拉杆、管路、水泵及手动提水装置等组成(图2)。     

大型风力发电机复合材料叶片动态特性分析

以1.2 MW风力机叶片为研究对象,采用参数化建模技术建立大型风力机复合材料叶片的三维有限元壳模型,在此基础上采用拟波前子空间迭代法准确计算了基于多因素耦合作用下复合材料叶片的固有频率和振型。进而分析了不同形式的振动对旋转叶片的影响机理,该计算方法对大型复合材料风力机叶片的结构设计具有一定的参考价值。     

Load and dynamic characteristic analysis of wind turbine flexible blades

Aiming at the Megawatt (MW) scale wind turbine, a dynamic analysis and simulation method is presented to research blade loads and dynamic characteristics. To consider blade flexible deformation, the whole blade was divided into a number of units. Each unit was treated as a rigid body, the flexible connection between two adjacent units is considered. A nacelle coordinate system, a rotating shaft coordinate system, and a blade coordinate system were employed to describe the wind turbine blade. In those coordinate systems, blade inertial load calculation model, centrifugal force load calculation model and gravity load calculation model are established. Combining load model with the whole model of wind turbines, the real-time dynamic simulation model of blade loads was established in Simulink circumstance and a numerical simulation was performed. Based on the simulation analysis, some research results were obtained. When the large instantaneous fluctuation of electromagnetic torque of generator happens, rotor speed does not appear to have large fluctuation due to the inertia of the wind rotor, but the blade vibration speed changes obviously. Gravity has a periodic variation in the process of blade rotation and has a large influence on the edgewise moment. The research results provide a helpful reference for the structure design, operation, and control of wind turbines.     

基于风速预测的风电机组自动解缆优化方案研究

针对当前风电机组解缆控制存在的问题,首先对目标风电场的解缆情况进行了统计分析,指出优化解缆控制方案的必要性;然后提出了基于PSO-LSSVM模型的超短期风速预测方法,实现了对未来30 min内平均风速的预测;最后提出了基于超短期风速预测的风电机组自动解缆优化方案,并对目标风电场的解缆控制方案进行了优化升级。测试结果表明PSO-LSSVM模型与LSSVM模型相比具有更高的预测精度,能够满足解缆控制的要求;优化后的解缆控制方案有效降低了因解缆造成的电量损失,具有良好的工程应用价值。     

Investigation of dynamic characteristics of planetary gear stage in wind turbine considering voltage dip

Journal of Mechanical Science and Technology - The transient variation of electrical parameters makes system loads fluctuate and reduces bearing capacity when the grid voltage dips. This work...     

基于MATLAB与UG的风力机动力学建模及联合仿真分析

在MATLAB/SIMULINK软件中搭建风力机变风速下的数学控制模型,在UG软件中建立风力机传动系统的三维实体模型,并利用UG软件运动协同仿真中的控制动力学模块和MATLAB软件建立风力机的联合仿真模型。利用在MATLAB/SIMULINK软件中建立的数学模型同步控制风力机模型的运动,模拟出风力机在变风速工作过程中的动力学特性,计算出风轮的功率、气动转矩和转速,并得到在此控制状态下的风力机传动系统中的载荷序列,为传动系统齿轮的强度校核和疲劳寿命分析等提供数据支持。     

风力发电机叶片动力学研究与分析

根据风机气动相关理论,进行叶素空气动力学特性分析,并给出叶片气动力的计算表达式,采用ANSYS有限元分析软件对风机叶片模型进行振动模态分析,计算了叶片的固有频率、各阶振型图,为避免叶片发生共振、提高叶片使用寿命提供了分析方法。     

额定风速以上永磁同步风力发电系统的自适应控制

由于受到机械负载和电气负荷限制,风力发电系统在额定风速以上时必须运行在恒功率状态,考虑到风机本身固有的非线性特性,以及大风速下外界干扰对风机系统参数的影响,设计了风力发电系统的自适应控制器.采用永磁电机转子磁场矢量控制原理,实现了发电机系统解耦控制和恒功率控制.理论分析和仿真结果表明,所设计的控制器可以保证在额定风速以上变化,系统参数不确定的情况下,仍能使永磁同步风力发电系统安全可靠运行并获取最大风能的目的.     

Variable speed wind turbine control by discrete-time sliding mode approach

The aim of this paper is to propose a new design variable speed wind turbine control by discrete-time sliding mode approach. This methodology is designed for linear saturated system. The saturation constraint is reported on inputs vector. To this end, the back stepping design procedure is followed to construct a suitable sliding manifold that guarantees the attainment of a stabilization control objective. It is well known that the mechanisms are investigated in term of the most proposed assumptions to deal with the damping, shaft stiffness and inertia effect of the gear. The objectives are to synthesize robust controllers that maximize the energy extracted from wind, while reducing mechanical loads and rotor speed tracking combined with an electromagnetic torque. Simulation results of the proposed scheme are presented.     

A study on high speed coupling design for wind turbine using a finite element analysis

Journal of Mechanical Science and Technology - The purpose of this study is to design a high speed coupling for 3 MW wind turbines and evaluate its structural stability. A basic analysis was...     

兆瓦级变速恒频风力发电机组控制系统的研究

与失速型风力发电机组相比,变速恒频风力发电机组运行在额定风速以上时,输出功率平稳,且传动系统具有良好的柔性.针对兆瓦级变速恒频风电机组的上述特点,本文从硬件组成、系统控制和安全保护等三方面介绍了兆瓦级变速恒频风电机组的控制系统,并对大型风电机组整机控制和安全保护功能进行了深入的研究与试验.     

风场风速特性的研究

针对风力发电机空气动力学和结构分析的要求,建立了普通风场的数学模型.在考虑风剪和上游风力机尾流对风速影响的基础上,进行修正风速模型.并运用simulink对某一风场的风力发电机输出功率进行仿真分析.