提高风电叶片风能利用和转化率的新理论和新方法——风力发电叶片出流角计算公式的建立及应用

提高风力发电机组的风能利用和转化率一直是风电领域专家研究的热点和难题.文中以动量定律为基本理论,通过分析流动空气与风力发电叶片迎风面和背风面的相互作用,发现了流动空气流出叶片的方向对风能利用和转化率有较大影响.因此,提出了提高风力发电叶片风能利用和转化率的流动空气从风力发电叶片迎风面流出角的确定理论和相应公式及流动空气从风力发电叶片背风面后缘流出角的确定理论和相应公式,从而为风力发电机组风能利用和转化率的提高提出了新的研究思路.文中的研究方法和结论将为风力发电叶片风能利用和转化率的提高提供借鉴和有益尝试.     

风力发电叶片加长改造分析及研究

风力发电叶片是风力发电机组的风能吸收的关键,随着国内风场风资源的变化以及风电市场的竞争压力增加,如何提高原有机型的发电效率成为关键,而加长叶片是提高风能吸收最直接有效的途径。对风力发电1.5 MW叶片加长改造的方式、方法和理论计算进行了研究和分析,以期为提高风电发电机发电效率提供思路和参考。     

单向开启式垂直轴风力发电的创新和探索

目的:应用单向开启式叶片垂直轴风力发电,提高风力的动力发电作用。方法:将风力发电机的水平轴改建为垂直轴;原先垂直轴Φ型和H型旋转结构叶片改为平行小叶片。结果:克服了水平轴叶片易疲劳强度,风力小的缺点,垂直轴风电系统的风场利用率更高,最多可比传统系统高5倍以上;单向开启式垂直轴风力发电结构大幅度提高了受风面积,突破了现有Φ型和H型垂直轴风机自启动性能差、主轴易引起谐振、刹车制动难度大、效率低等缺点。结论:单向开启式叶片垂直轴风力发电展示这种结构的巨大优势和美好的发展前景,其力学性能好、结构简单、成本低、无噪音、无切出的优点,突破了‘风小时转,风大时停’的低效模式,避免了电流时断时续对电网的冲击。单向开启式垂直轴风力发电机是未来风电的必然发展方向。     

风力发电叶片雷击损伤修复方式研究

风力发电叶片是风力发电机组的关键部件之一,随着国内风场逐步向高原型建设,叶片遭受雷击的数量和频次也逐年增多,叶片雷击损伤后若不及时修复不仅影响机组发电,更影响叶片使用寿命。对风力发电叶片雷击损伤高空修复不同作业方式和修复方法进行了研究和分析。     

桨距角和材料对风力发电功率的影响

本工作根据自制的YFL-1型多功能风力发电实验仪研究了影响风机输出功率的影响因素,为了弄清影响风力发电实验仪各个因素对输出功率的作用效果,得出了不同的风速对输出功率的效果显著,并自制了30°和60°浆距角的叶片,进行实验比较,同时制作料镁合金和铝合金的风轮叶片,进行相关的实验研究,澄清了风轮叶片的风速、风轮叶片的桨距角、叶片材料对风力发电输出功率的影响的规律,能够指导进行风力发电实验设备的开发和研究。     

雷电导流条在风力发电叶片防雷改造中的应用

随着风力发电机组的容积不断增大,雷电对机组的损耗也越来越大。通过分析雷电导流条的特点,对雷电导流安装在风力发电叶片上进行可行性研究,并利用仿真实验模拟风力发电叶片安装雷电导流条后雷电防治能力的转变情况,雷击结果表明导流条可以大幅提高风力发电叶片的防雷性能。     

风力发电叶片壳体芯材轮廓绘制方法研究

风力发电叶片结构主要为玻璃钢夹芯结构,夹芯主要为Balsa木、PVC、PET等填充材料,这些填充材料在叶片结构上分布面积很大,随着叶片越做越长,型线变化越来越复杂,对填充材料轮廓尺寸的精度要求也越来越高。对风力发电叶片壳体芯材轮廓尺寸的绘制方法进行了研究。     

风力发电机组关键技术专利态势分析

风力发电毫无疑问是最具可持续性的发电技术之一。本文利用德温特创新索引数据库(DII)、德温特数据分析器(DDA)、德温特专利索引(DI)等对全球风力发电领域最主要的叶片技术、主轴承技术、偏航和变桨技术的相关专利进行了分析,从专利申请的时序分布、领域技术主题、重点国家/地区及其重点申请人、专利布局方面等,以期为我国在这一重要能源技术领域中的研发和产业化提供知识产权情报支撑。     

风力发电的发展状况与展望

阐述了风力发电的发展状况,分析了风力发电迅速发展的原因和条件,指出风力发电已由单一化向多元化方向发展。简述了风力机技术、风电并网技术、海上风力发电的现状。     

小型风力发电机偏心轴叶片设计与计算

为了小型风力发电达机达到微风启动,强风制动的特点,对发电机叶片结构形式采用偏心轴式设计.首先叙述了偏心叶片的设计机理和特点,其次基于空气动力学基本理论,在一定简化条件下,推导出水平式风力发电风速和风压的计算关系式.以此为基础首次计算得出带有新型偏心轴叶片的小型风力发电机切入风速、切出风速、额定转速、最优偏转角度、偏心距等重要技术参数.该结果为小型风力发电机偏心轴式叶片设计提供一定的理论基础和指导意义.     

直驱式风力发电技术及其发展

直驱式风力发电是当前风力发电技术的一种极具潜能的发展方向。首先回顾国内外风力发电的发展情况,在此基础上,分析了风力发电机组技术尤其是直驱式风力发电机组技术,对直驱式风力发电技术中使用的功率调节方式进行了探讨。对直驱式永磁同步风力发电系统的结构与控制进行了分析,并展望变速风力发电的发展趋势。     

关注风力发电产业：杭州经济的未来增长点

目前,风力发电已成为世界上公认的最接近商业化、市场竞争力最强的可再生能源技术之一。在所有可再生能源发电技术中,风力发电具有技术最成熟、市场竞争力最强（成本最接近常规电力）、自然环境和社会影响最好（占地少、回收期短、没有明显的自然生态影响、社会争议最少）的优点,尤其重要的是风力发电是近期能够较快实现规模化发展的可再生能源发电技术。     

基于多尺度特征融合的风机叶片裂缝自动检测技术研究

风力发电是一种利用自然风能的基础，以较低风速为驱动，将风轮所经过的动能转化成机械动力来带动发电机旋转。因此在电力系统中占据着非常重要地位。从智能技术多尺度特征融合中研究风机叶片裂缝自动检测技术，目的是实时监测风机的故障及防范风力发电的停止。主要应用了实验法和案例分析的方式对风机叶片裂缝检测自动检测技术及多尺度特征融合进行研究。实验表明:多特征提取方式在风机叶片横向裂缝检测的准确率达到95%，基本符合要求。     

风力发电结构有限元建模及其地震响应分析

为研究不同精细程度的风力发电结构有限元模型在不同分析目的下的适用性,基于2MW三桨叶水平轴风力发电机,采用有限元软件ANSYS建立七种不同精细程度的风力发电结构有限元模型,以风力发电结构地震响应分析为例,得到各模型的响应结果,分别从变形、内力、应力以及应力集中四个方面分析各个模型的计算结果.研究结果表明:在计算风力发电结构的变形时,由于上部机舱及叶片对其影响较小,采用低阶单元即可得到较好的模拟结果;在计算塔底截面剪力和截面弯矩时,考虑机舱及叶片的有限元模型得到的结果较为精确,单元选择时需采用高阶实体单元;不考虑叶片、轮毂以及机舱得到的塔筒截面应力离散性较大,采用壳单元可较好地模拟塔筒截面应力;叶片、机舱等上部结构对门洞局部产生的应力集中影响较大,在计算时建议应用塔筒采用壳单元、门洞局部采用实体单元的多尺度模型进行模拟.     

风力发电系统建模研究

风力发电技术近年来发展迅速,作为新能源技术,它与火力发电这样传统的发电形式有所不同。对于风力发电系统的仿真与建模研究,是理解风力发电系统原理,优化风电机的设计、制造及运行的关键一步。国内外研究学者将其视为风力发电技术研究的热门方向之一。本文总结介绍了对风力发电仿真中较为常见的建模方法,并对风力发电的五大主要部分做了数学建模研究。     

海上风电的若干关键技术综述

海上风力发电是风电产业未来的主要发展方向.着重对海上风电所涉及的若干关键技术及发展情况进行了论述与分析,包括发电机设计及新结构研究、叶片材料选择与翼型设计、桨距控制技术、冷却系统设计技术及新进展、变流器及其控制器技术、风机塔架设计关键技术与基础结构选择、输电并网系统架构和风机状态监测技术等.采用大型直驱/半直驱风机、封...     

风力发电结构在风沙荷载激励下的动力响应分析

为研究风沙荷载对风力发电结构的危害,对风力发电结构进行风沙荷载作用下的动力响应分析.基于某2 MW风力发电机,建立不考虑风机叶片、考虑叶片旋转以及考虑土-结构相互作用的三种有限元模型.采用Dav-enport风速谱和谐波叠加法模拟脉动风速时程,利用动量守恒定律和风沙流密度建立风沙荷载力学计算模型.通过ANSYS分别模拟...     

全球风力发电的现状及展望

日本地震的发生,无疑是对世界能源应用的警示,对能源发展方向的导向,风力发电作为一种清洁可再生绿色能源日益受到世界各国的重视,本文主要介绍了国内外风力发电的现状,阐述了我国风力发电发展的特点,分析了各国风力发电政策以及风电发展的前景。     

浅谈风力发电的优势及其对电网的影Ⅱ向

在各种可再生能源之中风能最具潜力，风力发电以绝对优势成为我国再生新能源利用中最具开发条件和前景的发电方式。本文介绍了风力发电的优势，阐述了风力发电对电网运行的影响，最后提出了发展风力发电的建议。     

复合材料风电叶片褶皱疲劳性能影响研究

风机叶片是风力发电系统的关键部件之一,由于其外形大、工序复杂,铺层过程中很容易产生褶皱。褶皱会对产品的性能产生不可忽略的影响。当玻纤铺设松散时,就会出现复合层褶皱,如果玻纤方向偏离15,°,玻纤强度就会降低约50%,。褶皱出现在主复合层将造成叶片的破裂。风电叶片的叶根区域是所有载荷的汇集区,载荷大、受力复杂且容易出现褶皱。为有效评估褶皱对疲劳性能的影响,对2,MW复合材料风电叶片叶根铺层结构进行模拟。结果表明:对于复合材料风电叶片,叶根区域褶皱高宽比达到0.1时,随循环次数增加,疲劳强度呈显著下降趋势。对于存在褶皱的试验件,随着疲劳循环次数的增多,疲劳循环载荷的均值、极值、载荷幅值均明显降低。