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风力发电系统电气控制设计毕业设计论文 风力发电系统电气控制设计毕业设计论文

格式:word 上传:2022-06-25 20:00:58

《风力发电系统电气控制设计毕业设计论文》修改意见稿

1、“.....出于安全考虑,风力机应停止运转。世界各国根据各自的风能资源情况和风力机的运行经验,制定了不同的有效风速范围及不同的风力机切入风速额定风速和切断出风速。中国有效风能密度所对应的风速范围是。有效风能密度曲线风速风速持续时间关系曲线略风速与风级风速是空气在单位时间内移动的距离,国际标准单位是。由于风速经常变化,每瞬时的风速都不相同,所以通常所说的风速是指在段时间内的平均值,即平均风速,如日平均风速月平均风速或年平均风速等。风速取值方法不同会引起风能计算的很大误差。我国现行的风速观测有定时次平均风速和日次自动记录平均风速两种。风向与风频风是具有大小和方向的矢量,通常把风吹来的地平方向定位风的方向,即风向。如空气由东向西流动叫东风。在陆地上般用个方位来表示不同的风向。风频是指风向的频率,即在定时间内风向出现的次数占各风向出现总次数的百分比......”

2、“.....总是希望风向的频率尽可能大些,尤其是不希望在较短时间内出现风向频繁变化的情况。风速频率内风速时数各风速出现总时数如风力机安装地点的风速频率已知,又已知该风力机的功率曲线,就可以算出该风力机每年的发电量。风速变化的幅度风速的变幅。在风能利用中,特别是对于风力发电,要选择风频和风速变化比较稳定的地点。风的测量专门的程序要求风的测量是了解风的特性和风力资源的基础。进行风的测量的主要目的是正确估计地点可利用风能的大小,为装备风力机提供风能数据。风的测量包括风向测量和风速测量。估算风能资源必须测量每日每年的风速风向,了解其变化规律。风速大小与风速计安装高度和观测时间有关。世界各国基本都以高度处观测为基准,但取多长时间的平均风速不统。作为计算风能资源基本依据的每小时风速值的测量方法不统......”

3、“.....般而言,只有年平均风速超过的地区才适合建风电场。风能年可利用小时数大于的地区为风能可利用区。风力资源广义而言,风能也是太阳能的部分。太阳能以辐射短波的形式以的辐照度不间断地发射到地球上来。其中半数以上的辐射能因云层反射作用而损耗。据理论计算,全球大气中总的风能约,其中蕴藏可被开发利用的风能约有,这比世界上可利用的水能大倍。世界风力资源分布地球表面积有的地区年平均风速高于距地面高。如将这些地方用作风力发电场,则每的风力发电能力最大值可达,总装机容量可达。据分析,实际陆地面积中风力大于的地区,仅有有可能安装风力发电机组。据研究初步估计,按目前的技术水平,可认为每的风能发电量为,平均每年发电量为的可用资源较为合理。中国风力资源分布中国风能资源十分丰富,全国风能储量约......”

4、“.....在中国,风能资源主要分布在新疆内蒙古等北部地区和东部至南部沿海地带及岛屿。中国般用有效风能密度和年累计有效风速小时数两个指标来表示风能资源的潜力和特征。表中国风能分区及其占全国面积的百分比指标丰富区较丰富区可利用区贫乏区年有效风能密度占全国面积的百分比注摘自中国科学技术蓝皮书,科学技术文献出版社,风能最佳区东南沿海山东半岛辽东半岛以及海上岛屿有效风能密度在以上大于或等于的风速的时间,全年有大于或等于风速的时间,也有。内蒙古甘肃北部有效风能密度在大于或等于的风速的时间,全年有以上大于或等于风速的时间,也有。黑龙江南部吉林北部有效风能密度在以上大于或等于的风速的时间,全年有以上大于或等于风速的时间,也有左右。风能较佳区风能可利用区风能贫乏区风力机数学模型学时风能转换原理概述风速为时......”

5、“.....是表征风力机捕获风能大小的个量,与风力机的转速风力机的桨距角等因素有关,其理论最大极限值为。风力机的特征系数风能利用系数其物理含义为风力机的风轮能够从自然风能中吸取的能量与风轮扫过面积内未扰动气流所具风能的百分比。风力机输出的机械功率输入风轮面内的风力总功率理想风力机的最大风能利用系数,值越大,表示风力机的风能转换效率越高,主要取决于风轮叶片的气动特性结构设计和制造工艺水平。叶尖速比为了表示风轮运行速度的快慢,常用叶片的叶尖圆周速度与来流风速之比来描述。式中为风轮旋转角速度,为风轮叶尖半径,为风速。对于给定风速,当桨距角为最大受风角度通过定义为时,当风力机转速为特定值时,有极大值,该风力机转速即为最佳叶尖速,叶尖速比定义为装置总效率风力发电装置的总效率,除了要考虑风力机本身的转换效率外,还需考虑风力机的其他损失......”

6、“.....以典型风力发电装置为例,若取风力机效率为,传动效率和发电机效率为,因理想风力机的风能利用系数是,所以装置的风能利用系数为问题,风力机半径时,风力发电机输出功率是多大风力机半径时,风力机发出的功率又是多大时,工作风速与功率的关系风力机的实际输出功率受到些条件的限制。风力机启动时,需要定的最低扭矩,风力机的启动扭矩必须大于这最低扭矩,而启动扭矩主要与风速有关叶轮安装角,因此风力机有最低工作风速。当风速超过技术上规定的最高值时,基于安全方面的考虑主要是塔架安全和风轮强度,风力机应立即停车,所以每风力机都有规定最高风速。风力机达到标称功率输出时的风速称为额定风速。如果提高风力机工作风速,在转速变化的情况下,功率按速度的立方增加,但受发电机额定功率的限制,风力机输出功率不可增加太多。所以,风力机就不可能在任何风速下都以最佳的功率系数和叶尖速比工作。在固定的转速下,值与无关......”

7、“.....风力机的额定工作风速直接影响风力机的年输出能量,应根据风力机安装位置处的年平均可利用风速合理确定额定工作风速,以达到最佳的能量生成。定桨距风力机特性定桨距失速控制风力机的功率调节完全依靠叶片的气动特性,称为定浆距风力发电机组。这种机组的输出功率随风速的变化而变化,从的关系看,难以保证在额定风速之前最大,特别是在低风速段。这种机组通常设计有两个不同功率,不同极对数的异步发电机。大功率高转速的发电机工作于高风速区,小功率低转速的发电机工作于低风速区,由此来调整,追求最佳。当风速超过额定风速时,通过叶片的失速特性或叶片偏航控制来降低,从而维持风力机捕获功率恒定。实际上难以做到功率恒定,通常有些下降,如图所示。图风力机组功率特性曲线在定桨距情况下,叶尖速比决定着风能利用系数的大小。对于个特定的风力机,具有唯个使得最大的叶尖速比,称之为最佳叶尖速比,用表示......”

8、“.....用表示。从图可以看出,当叶尖速比大于或小于最佳叶尖速比时,风能利用系数都会偏离最大风能利用系数,引起机组效率的下降。图定桨距风力机性能曲线定浆距风力机的特点可总结如下见图在固定的转速下,风速越大,风提供的输入功率越大,风力机输出的机械功率也越大在固定的风速下,风力机在转速时可以输出最大的功率,转速较小或较大时风轮机输出功率都会降低,该点与图中点相对应,此时的转速称为最佳转速风力机最佳转速是相对于确定的风速来说的,随着风速的增加,风力机最佳转速也增加。图定浆距风力机功率转速特性变桨距风力机特性风力机与的关系曲线风力机的风能捕获效率与其转速关系曲线图变浆距风力机的功率调节特性图为变桨距风力机的功率调节特性曲线,由图可知,当叶尖速比恒定时,随着桨距角的增加越来越偏离受风方向,风力机的风能捕获效率逐渐下降由图可知,桨距角不变时......”

9、“.....图中是各风速下风力机的最大输出功率点的连线,即最佳功率曲线。因此,风力机的捕获功率与风速风力机转速桨距角等有关,即风力机输出功率可表示为下面的函数式因此,在风力机不过载的前提下,为了使风力机捕获功率最大,需要使风力机运行于最佳叶尖速桨距角调整到最大受风角度般定义为。作为变速风力发电机组,个最重要的目标是追求最大限度将风能转变为电能,以提高机组的运行效率。因此变速风力发电机组分为三个不同的区域来运行图变速恒频风力发电机组的运行区域恒定区当风速达到起动风速后,风轮转速由零增大到发电机可以切入的转速,风力发电机组开始作发电运行,通过对发电机的转速进行控制,不断上升,直至进入恒定区,这时机组在最佳状态下运行。这段区域主要是调节发电机阻力矩有功功率给定值使转速随着风速而变化,使,实现最大风能捕获,后面要详述这过程的控制。转速恒定区随着风速的增大,机组的转速也在增大......”

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