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与传统风力发电机叶片设计方法不同的是

【摘要】: 离网型风力发电机由于其应用者和应用环境的特别性,对其运行可靠性和稳固性有着特别的请求。本课题研究了离网型程度轴风力发电机的叶片设计、性能盘算、风轮与发电机的匹配特征和负载对风力发电机输出功率及转速的影响,并且对通过调节负载把持风力发电机超载超速的可行性和可靠性作了研究。 在我院聂晶同学编写的叶片优化设计程序和叶片静态气动性能盘算程序的基础上,提出了在叶片设计时应考虑与之匹配的发电机的输出特征,对程序进行了优化。与传统风力发电机叶片设计方法不同的是,本课题将额定风速和设计风速作为两个不同的设计参数分辨作了定义。以不同的设计风速和额定风速设计了两台风轮直径雷同的1500W风力发电机,通过对其输出性能的对照可以看出,设计风速较低的风力发电机在低风速时具有较高的风能利用系数,高风速时失速性能良好。 风轮与发电机的匹配情况对整机性能有重要影响。在分析风轮的功率-转速特征曲线时,将其分为峰前、峰值和峰后三个区域,分析了风力发电机工作在不同区域时的特征。同时,分析了风力发电机外接负载变更时的输出特征。对于工作在峰前区域的风力发电机,当负载变小时,其输出功率和转速都有较大程度的降低,根据此特征,提出了通过调节负载限制风力发电机超载超速的可行性。 通过实验验证了理论分析的正确性。通过外场实验对两台风力发电机的各项性能指标进行了测试,实验成果表明,当风力发电机工作在峰前区域时,不但可以进步低风速段的风能利用系数,而且可以通过调节负载限制其超速。同时测试了风力发电机在外接负载变更时的输出特征和风力发电机在负载突然切出(三相短接)的情况下的停机时间,进一步验证了工作在峰前区域的风力发电机具有较高的可控性。

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