Characteristic Aerodynamic Loads and Load Effects on the Dynamics of a Floating Vertical Axis Wind Turbine

The development of offshore wind farms in deep water favors floating wind turbine designs, but floating horizontal axis wind turbines are facing the challenge of high cost of energy(CoE). The development of innovative designs to reduce the CoE is thus desirable, such as floating vertical axis wind turbines(VAWTs). This study demonstrates the characteristics of aerodynamic loads and load effects of a two-bladed floating VAWT supported by a semi-submersible platform. Fully coupled simulations are performed using the time-domain aero-hydro-servo-elastic code SIMO-RIFLEX-AC. It is found that thrust, lateral force, and aerodynamic torque vary considerably and periodically with the rotor azimuth angle. However, the variation in the generator torque can be alleviated to some extent by the control strategy applied. Moreover, the variations of platform motions and tensions in the mooring lines are strongly influenced by turbulent winds, whereas those of tower-base bending moments are not. The towerbase bending moments exhibit notable two-per-revolution(2P) response characteristics.     

浮式海上风机平台设计及有限元分析

海上风能发电如今占能源供给的比例越来越高,随着其未来向深海的发展趋势,固定式风机将被浮式风机平台逐步取代。基于浮式风机平台的诸多优点,浮式风机平台的研究将对我国的海上风机平台发展产生重要的意义,而浮式风机平台的设计将进一步有助于研究浮式风机平台的性能。文章基于目前海上风机平台设计中出现的问题,从浪流和风力作用角度出发,运用力学原理,设计浮式海上风机平台,并对风机平台关键部分进行有限元分析,从而表明浮式海上风机平台设计方法的有效性和可行性。     

浮式海上风电机组试验模型相似准则与风荷载模拟装置

浮式海上风电机组(FOWT)作为一门新兴的前沿学科,相关研究强烈地依赖波浪水池模型试验,模型试验结果的准确性和可靠性不仅取决于模型本身能否反映实际结构的几何与力学特征,而且取决于试验环境能否重现自然的海洋环境。因此,当前适用于FOWT波浪水池模型试验的相似准则和风荷载模拟技术研究显得尤为重要,分别针对以上两方面内容阐述了当前国内外研究现状及存在的问题,为FOWT波浪水池模型试验提供有益的借鉴。     

海洋工程试验的浮式风力发电机模型设计

应用相似原理及机械工程与结构设计方法开发并制造了完全满足几何相似与傅如德(Froude)相似的1∶50 NREL 5 MW风机试验缩尺模型。模型风机可用于衡量不同风速下风机转速、转矩、推力,以及叶片局部受载情况;同时实现了可精确模拟风机塔影效应的"风机-塔架"一体式模型设计,解决了线束干扰等问题。该缩尺模型风机为准确评估浮式风力发电机性能提供了基础。     

机械波的半波损失条件问题探析

半波损失问题是大学物理教学中的重点内容和难点问题.本文从基本的机械波波动方程入手讨论了机械波的半波损失问题.给出了机械波半波损失问题的基本条件和结论,并讨论了"固定端"反射和"自由端"反射两种特殊边界条件的半波损失问题.     

风向跟踪风力发电教学实训装置的设计

主要是根据风力发电的原理、组成和运行过程,提出风向跟踪风力发电教学实训设备的设计方案,为高职院校风电类实训设备的开发提供参考.     

风力机风轮模拟系统的Matlab仿真

设计了一套风轮输出特性模拟系统,通过对风速模型和风轮输出特性模型的建立,利用变频器控制异步电机的输出转矩来模拟风轮机的输出特性,并进行相应的Matlab仿真,使用所搭建的模拟平台进行试验。通过仿真研究,分析了风速变化情况下的风轮输出特性,验证了异步电机矢量控制系统的可行性。     

风力发电机组的独立变桨控制

为了实现风力发电机组3个桨叶的独立控制,依据风力机空气动力学原理和风剪切效应,提出了基于桨叶方位角信号的权系数分配独立变桨距控制方法.通过权系数对3个桨叶统一的桨距角进行重新分配,将统一变化的变桨角转化为每个桨叶独立变化的桨距角.以2MW变速变桨风力发电机组为研究对象,基于Bladed软件平台对该控制策略与传统的变桨控...     

风机叶片在线健康监测系统研究

本文首先介绍了风机叶片的材料、结构、故障机理、故障诱因及故障类型,总结了支持向量机技术的理论和故障建模基础,从而论证支持向量机应用在风机叶片在线监测的可行性,最后确定支持向量机风机叶片在线监测的故障特征值,并根据风机叶片在线监测的现状给出了支持向量机诊断的过程。     

基于样条插值的风力机叶片建模

为了得到风力机叶片的光滑三维实体模型,利用三次样条插值对设计的风力发电机叶片的离散数据进行多项式逼近,然后通过MatLab对该叶片实体模型进行仿真实现.结果表明三次样条插值对数据进行连续化处理可以得到较好的效果.     

欠阻尼二阶系统阶跃响应实验教学方法探究

针对当前欠阻尼二阶系统阶跃响应"被动型"实验教学存在的问题,提出"黑箱型"和"自主型"两种实验设计方案。通过对比各实验方案的优缺点,给出合理的教学建议,旨在增强学生的学习兴趣,提升实践探究能力。同时,借助多种软件仿真教学,做到理论实践结合,有助于学生理解传递函数和电路模型之间的映射关系。     

南京市流动人口子女家庭教育的现状调查

“民工潮”作为现代社会城市化进程中不可避免的趋势,已渐渐为人们所接受。20世纪90年代后,第二轮“城市移民”呈现出新的发展动向,流动人口外出打工日渐出现“家庭化”趋势。许多人不再是孤身漂泊,而是在一个地方站稳脚跟后,拖家带口地居家     

基于E-Wind Turbine实验平台的风力发电控制系统

风力发电系统具有规模大、实际现场培训成本高、危险系数高等特点,因此基于风力发电仿真设备的风力发电控制研究是十分必要的。以E-Wind Turbine实验平台为例,详细介绍了变速、变桨距双馈风力发电系统实验平台的构成与控制策略的实现方法。基于S7-1200系列的PLC控制器,利用PORTAL STEP 7集成开发环境,实现了风机的偏航、转速控制以及功率控制。仿真实验结果表明,设计的风力发电控制系统可以有效地模拟实际风力发电机的各种控制要求,为风力发电控制策略的研究提供了一种有效手段。     

变桨距风力发电机组液压系统分析

文章以西班牙Gamesa公司风力发电机组为例,介绍了变桨距风力发电机及其控制方式,详细分析了G52风力发电机组液压系统的结构、功能和工作原理以及主要液压元件在系统中的作用。     

风力机叶片的有限元建模

以750kW中等长度水平轴风力机叶片为例,应用ANSYS软件,通过GUI操作界面实现复合材料风力机叶片的有限元建模。使实体模型可直接运用于力学性能分析,而无需再在CAD软件与有限元软件间相互转换。同时由于ANSYS软件对于复合材料分析的良好支持,使所建模型能更为真实的反映其结构性能,从而更好地为风力发电机的设计、分析服务。     

风电叶片静载荷应变测试试验

对大型全尺寸风电叶片的静载荷应变测试做了相关的介绍.测试方法采用电测法,加载方式采用葫芦水平加载,分挥舞正负和摆振正负4个方向进行了静载荷应变测试,即对该叶片承受的极限载荷能力以及叶片在极端载荷下的变形情况进行了相关测试.给生产叶片厂家提供了重要的技术参数,同时对叶片生产进一步的优化工作有参考价值,有利于我国风电产业走上自主研发之路.     

海上浮式风机混合模型试验系统开发

提出了一种海上浮式风机混合模型试验系统,该系统主要由风力机缩比物理模型、数据交互和运动控制系统、浮式平台数值模型和运动模拟平台构成。通过数据采集与控制系统实现风机物理模型-浮体数值模型之间的数据传输,在陆地实现海上浮式风机耦合的风浪联合模型试验。设计、制造了相应的风力机物理模型,开发了浮式平台数值计算模型,完成了数据交互和运动控制系统的开发,搭建了完整的混合模型试验系统,开展了初步的软、硬件系统测试,验证了该混合模型试验方法和试验系统的可行性。     

波函数标准条件论证的讨论

本文指出前苏联学者布洛欣采夫由几率流密度的连续性论证波函数及其一阶 导数的连续性中有不妥之处。     

湿雪结冰对风力机叶片模态参数的影响

为了探究风力机叶片在不同湿雪结冰质量下模态参数的变化情况,通过仿真模态和试验模态相结合的方法,对风力机叶片进行覆冰试验和覆冰叶片模态试验,并对相同质量的湿雪结冰和霜冰结冰叶片的固有频率变化进行对比分析.结果表明:湿雪结冰叶片仿真模态和试验模态的前四阶固有频率值误差均在9％以内,振型特性相符.随着湿雪结冰质量增加,叶片各阶固有频率逐渐降低,模态振型特性不变,叶片各点的振幅逐渐变小.在相同覆冰质量下,湿雪结冰比霜冰结冰使叶片固有频率的变化更大.湿雪覆冰质量为1.35 kg时,叶片基频比无冰状态降低14.22％,叶片在工作过程中出现共振损坏概率增加.     

风机振动监测系统设计

风机设备故障必然伴随着振动,所以振动信息是判定设备是否故障的重要标准。使用MATLAB和TMS320F28335型DSP,设计了用于监测风机变流器振动信息的系统。使用加速度传感器采集风机的振动信息,通过调理电路对电压和电流调理后,信号经过DSP自带的模数转换模块传输给DSP,将处理后的振动信息通过I2C通信模块发送给上位机MATLAB显示。通过这种方式,振动信息可以实时显示在PC上,且不会影响DSP上挂载其他设备。