風力發(fā)電系統建模與仿真畢業(yè)論文-wenkub
2022-09-07 20:06:31 本頁面
【正文】 ? （ 21） 式中 iF —— 風速 wiv 的實際分布頻率； viN —— 一年內風速 wiv 出現的次數； yN —— 一年內總的測風點數，一般有 8760?yN ?？諝饬鲃拥?動能作用在葉輪上，將動能轉換成機械能，從而推動片葉旋轉，如果將葉輪的轉軸與發(fā)電機的轉軸相連就會帶動發(fā)電機發(fā)出電來。 平均風能密度則可用下式求得： ?? dtvPvT )( 3?? （ 13） 風力發(fā)電的基本原理 風能具有一定的動能，通過風輪機將風能轉化為機械能，拖動發(fā)電機發(fā)電。 （ 2）風能資源的估算 風能的大小實際就是氣流流過的動能，因此可以推導出氣流在單位時間內垂直流過單位截面積的風能，即風能密度，表示如下： v??? (11) 式中 , ? —— 風能密度 ( 2/mW )， 是描述一個地方風能潛力的最方便最有價值的量 ； ? —— 空氣密度 ( 3/mkg )； v —— 風速 ( sm/ )。一般以草地上空10m 高處的 10min 內風速的平均值為參考。風向和風速是兩個描述風的重要參數。風力發(fā)電系統建模與仿真 摘要 ： 風力發(fā)電作為一種清潔的可再生能源利用方式，近年來在世界范圍內獲得了飛速的發(fā)展。風向是指風吹來的方向 ， 如果風是從 東 方吹來就稱為 東 風。 風玫瑰圖是一個給定地點一段時間內的風向分布圖。 由于風速是一個隨機性很大的量，必須通過一段時間的觀測來了解它的平均狀況，一個地方風能潛力的多少要視該地常年平均風能密度的大小。風力發(fā)電 的原理是利用風帶動風車葉片旋轉 ， 再 通 過增速 器 將旋轉的速度提 高 來促使發(fā)電機發(fā)電 的 。 風力發(fā)電的特點 風力發(fā)電具有以下特點： ① 可再生的潔凈能源； ② 建設周期短，裝機規(guī)模靈活， 可根據資金情況決定一次裝機規(guī)模，有一臺資金就可以安裝一臺投產一臺； ③ 可靠性高， 把現代高科技應用于風力發(fā)電機組使其發(fā)電可靠性大大提高，中、大型風力發(fā)電機組可靠性從 80 年代的 50%提高到了 98%，高于火力發(fā)電且機組壽命可達 20 年； ④ 造價低，運行維護簡單，實際占地面積??； ⑤ 發(fā)電方式多樣化， 既可并網運行，也可以和其 他能源如柴油發(fā)電、太陽能發(fā)電、水利發(fā)電機組形成互補系統，還可以獨立運行； ⑥ 單機容量小 2 風能及風力機系統模型的建立 風頻模型 風速具有明顯的隨機性和間歇性。 風電場風速符合威布爾分 布： ? ? KAVK eAVAKvf ??????????????? 1 （ 22） 式中， v 為風速（ sm/ ）， ? ??f 為威布爾分布函數， A 、 K 為威布爾尺度系數（ sm/ ）和形狀系數。 （ 1） 基本風 wbv 基本風反映了風場平均風速的變化，風力發(fā)電機向電網輸送功率的大小主要由基本風決定，它的測得由風電場測風所得的威布爾分布參數近似確定。 圖 22 陣風隨時間變化曲線圖 （ 3） 漸變風 wrv 漸變風用以描述風場穩(wěn)態(tài)能量隨時間緩慢變化的過程，以風速由小變大為例，漸進風可用下式模型： ??????????????????RRRRRRRRRRRwrTTtTRTtTRTT TtTTtTtv22m a x21m a x121210 或 （ 26） wbv t 式中， maxR —— 漸變風的最大值； RT1 —— 漸變風開始時刻； RT2 —— 漸變風結束時刻； RT —— 漸變風保持時間。 ② 陣風： smv /2max ? ， sTIG 3? ， sTG 1? ，數量為 1。所示 說，用以上的四個風的分量在一定的程度上是可以大體的描述風的波形，但在一些細節(jié)上還需要進一步 修正，所以它的使用范圍是有限的，只是可以用在一些要求的精確程度不高的模型的仿真。發(fā)電機，能量轉換裝置。 一種變槳距風力機的風能轉化效率系數： ? ? ????? , ??????? ??? eC P 10 3 ???? ???? （ 210） 風力機獲得轉矩為： turww PT ?? （ 211） 風力機 傳動裝置 發(fā)電機 槳距角控制 風速 wv aeT mT g? ? ?E 定義 ? ???,TC 為轉矩系數， ? ? ? ?? ???? , PT CC ? （ 212） 注： 由eqturvR??? 推出 eqopttur vR?? ? （ 213） ① 對于給定的葉片槳距角 ? ，不同的葉尖速比所對應的 PC 值相差較大； ② 對于給定的 ? ，有且 僅有一個固定的 opt??? 能使 PC 達到最大值； ③ 在風速不斷變化的情況下 ,要保持 o
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