離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行特性的研究.pdf

1、離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)由于其使用者和使用環(huán)境的特殊性,對其運(yùn)行可靠性和穩(wěn)定性有著特殊的要求。本課題研究了離網(wǎng)型水平軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片設(shè)計、性能計算、風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)的匹配特性和負(fù)載對風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率及轉(zhuǎn)速的影響,并且對通過調(diào)節(jié)負(fù)載控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)超載超速的可行性和可靠性作了研究。在我院聶晶同學(xué)編寫的葉片優(yōu)化設(shè)計程序和葉片靜態(tài)氣動性能計算程序的基礎(chǔ)上,提出了在葉片設(shè)計時應(yīng)考慮與之匹配的發(fā)電機(jī)的輸出特性,對程序進(jìn)行了優(yōu)化。與傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片設(shè)計方法

2、不同的是,本課題將額定風(fēng)速和設(shè)計風(fēng)速作為兩個不同的設(shè)計參數(shù)分別作了定義。以不同的設(shè)計風(fēng)速和額定風(fēng)速設(shè)計了兩臺風(fēng)輪直徑相同的1500W風(fēng)力發(fā)電機(jī),通過對其輸出性能的對比可以看出,設(shè)計風(fēng)速較低的風(fēng)力發(fā)電機(jī)在低風(fēng)速時具有較高的風(fēng)能利用系數(shù),高風(fēng)速時失速性能良好。風(fēng)輪與發(fā)電機(jī)的匹配情況對整機(jī)性能有重要影響。在分析風(fēng)輪的功率-轉(zhuǎn)速特性曲線時,將其分為峰前、峰值和峰后三個區(qū)域,分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作在不同區(qū)域時的特性。同時,分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)外接負(fù)載變

3、化時的輸出特性。對于工作在峰前區(qū)域的風(fēng)力發(fā)電機(jī),當(dāng)負(fù)載變小時,其輸出功率和轉(zhuǎn)速都有較大程度的降低,根據(jù)此特性,提出了通過調(diào)節(jié)負(fù)載限制風(fēng)力發(fā)電機(jī)超載超速的可行性。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論分析的正確性。通過外場實(shí)驗(yàn)對兩臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)進(jìn)行了測試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作在峰前區(qū)域時,不但可以提高低風(fēng)速段的風(fēng)能利用系數(shù),而且可以通過調(diào)節(jié)負(fù)載限制其超速。同時測試了風(fēng)力發(fā)電機(jī)在外接負(fù)載變化時的輸出特性和風(fēng)力發(fā)電機(jī)在負(fù)載突然切出(三相短接