风力机原理基础知识概述.pptx

第二章;风廓线 一定地面粗糙长度下，风速随距地面高度变化 （1） 为统计数据 （2）n含有表面粗糙长度的影响 地表面粗糙度 （3） 是距零风速平面的高度，不是地面 ;风向频率，就是将某一段时间内(月、季、年)风向观测的次数，按方位分类统计，然后以每一方位的观测次数，除以该段时间内观测的总次数，再乘以100即得到各种风向的风向频率。 风速频率，又称风速的重复性，它是指在一个月或一年的周期中发生相同风速的时数，占这段时间刮风总时数的百分比。 将风速频率乘以全年小时数8760，即得到一年中某一风速的小时数；比如＝4m／s时，风速频率f＝18％，那么该风速的小时数为：0.18×8760＝1576.8h。 风速的瑞利分布 ，得到某一特定地点一年或甚至更长时间内的风速数据之后，瑞利分布能够以适当的精度来描述风速的分布情况。这时所需要的最重要的参数是风速的平均值。对于低于4.5m/s的风速，瑞利分布的可靠性较差。对于风速的平均值小于每小时3.6m/s的地点，根本不能使用瑞利分布。 瑞利分布的公式：瑞利分布合理地描述了在一些地方风速的特性。 ——风速平均值； ;我国进行风能区划时，主要考虑三个因素： (1)风能密度和利用小时数，风能密度愈大，风力机利用效率就愈高。 (2)风能的季节变化。这也是设计蓄电装置和备用电源的重要参数。 (3)风力机最大设计风速(即极限风速)。 第三章 风能利用系数Cp：风力机从自然风能中吸取能量的大小程度用风能利用系用Cp表示 ;;;贝兹理论 第一个关于风轮的完整理论,贝兹理论是应用一元定常流动的动量方程，来讨论理想状态下的风力发电机的最大风能利用系数。 贝兹理论的假设条件 ⑴风轮流动模型可简化成一个单元流管； ⑵风轮没有锥角、倾角和偏角，这时风轮可简化成一个平面桨盘, ； ⑶风轮叶片旋转时没有摩擦阻力；对通过风轮的气流没有阻力。 ⑷风轮前未受扰动的气流静压和风轮后的气流静压相等，即P1=P2 ，气流速度的方向无论在风轮前后还是通过时都是沿着风轮轴线的； ⑸作用在风轮上的推力是均匀的。 第一个关于风轮的完整理论是山哥廷根研究所的A·贝茨建立的。 ;第四章;;对风装置;主动偏航系统由风向标、偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、纽缆保护装置、偏航行星齿轮减速器，回转体大齿轮等部分组成。;定桨距（失速）调节方法 优点： 1）叶片和轮毂之间无运动部件，轮毂结构简单，费用低； 2）没有功率调节系统的维护费; 3) 在失速后功率的波动小。 缺点： 1）气动刹车系统可靠性设计和制造要求高 ； 2）叶片、机舱和塔架上的动态载荷高； 3）由于常需要刹车过程，在叶片和传动系统中产生很高的机械载荷； 4）起动性差； 5）机组承受的风载荷大； 6）在低空气密度地区难以达到额定功率。;自动解缆 当机舱向同一方向累计偏转2.3圈后，若此时风速小于风电机组启动风速且无功率输出，则停机，控制系统使机舱反方向旋转2.3圈解绕； 若此时机组有功率输出，若机舱继续向同一方向偏转累计达3圈时,则停机,解绕；若因故障自动解绕未成功，在扭缆达4圈时，扭缆机械开关将动作，此时报告扭缆故障，自动停机；等待人工解缆操作。;第五章;第六章 ;埃菲尔极线;埃菲尔极线 含义：曲线上的每一个点与原点的连线代表总气动力系数的大小和方向自然我们可以在埃菲尔曲线上???到升力阻力和总气动力的真实关系。 过原点的射线与埃菲尔极线相切的点所对应的攻角是最佳攻角。;1.几何相似 几何相似是指模型（以下用m代表）与原型风力机的几何形状相同，对应的线性长度为一定值 ;动力相似 动力相似是指满足几何相似、运动相似的模型与原型机上，作用于对应点力的方向相同、大小之比保持常数。这里所讲的作用于气体的力除了因压力分布形成的推理和切向力外，还包括惯性力以及黏性力。;计算例题;根据几何相似，由已知条件得 ;;第七章;风轮直径的确定 在功率P和风力机前风速V1已知的条件下，选定叶尖速比λ并预估在此λ下的Cp值;安装角θ的确定;实际叶素弦长、安装角的确定在叶尖（r0.8R）选用最佳安装角，靠近叶跟处增大攻角来减小弦长，且功率下降不多。