風(fēng)機(jī)葉片主動控制仿真研究.pdf

1、近年來隨著風(fēng)電規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的單機(jī)容量和風(fēng)機(jī)葉片尺寸也在相應(yīng)不斷增大。為了解決風(fēng)力機(jī)大型化所帶來的氣動載荷等技術(shù)問題，近年來出現(xiàn)了“智能”葉片的概念。本文以美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的5MW風(fēng)力機(jī)為對象，對尾緣襟翼智能葉片進(jìn)行了深入研究，論文主要工作和研究成果有以下三點(diǎn):
　　1)改進(jìn)FAST(Fatigue，Aerodynamics，Structures，and Turbulence)軟件搭建了大型風(fēng)力機(jī)氣動仿真平臺，

2、在該平臺上研究了尾緣襟翼位置、占弦比、長度和擺角范圍對大型風(fēng)機(jī)葉片載荷抑制和功率捕獲等氣動性能的影響。仿真結(jié)果表明:當(dāng)尾緣襟翼位置在葉尖部位時，不同風(fēng)況下襟翼對葉片具有較好的降載效果，低風(fēng)況及過渡風(fēng)況下功率捕獲損失較小;增加襟翼占弦比、長度和擺角范圍，在低風(fēng)況及過渡風(fēng)況下可進(jìn)一步提高葉片的降載能力，但存在一定的功率損失;襟翼占弦比、長度和擺角范圍在高風(fēng)況下均存在提高葉片降載能力的最佳值，且這三個參數(shù)變化對功率捕獲無影響。
　　2)

3、針對尾緣襟翼結(jié)構(gòu)參數(shù)對風(fēng)力機(jī)氣動性能影響的分析，本文選取了一組性能較好的典型尾緣襟翼參數(shù)進(jìn)行氣動性能仿真，以驗(yàn)證尾緣襟翼對風(fēng)力機(jī)整機(jī)氣動性能和控制系統(tǒng)性能的影響。仿真結(jié)果表明，使用尾緣襟翼可有效降低葉片載荷并抑制機(jī)械功率波動;風(fēng)力機(jī)在三區(qū)運(yùn)行時的變槳次數(shù)和變槳角度明顯減小;尾緣襟翼結(jié)構(gòu)會使得風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在二區(qū)時的功率捕獲能力有一定程度的降低。
　　3)為進(jìn)一步驗(yàn)證尾緣襟翼對風(fēng)機(jī)葉片的降載作用，本文使用dSPACE實(shí)時仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)了帶