风电发电基础知识—风力机的基本理论.pptx

风电机组及控制系统

1

基础导论

内

风力发电机组控制

容E-WT

风光互补发电系统控制

2

基础导论

●历史、现状与发展趋势

●风力机的基本理论

●风力发电机组控制系统

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风力机空气动力学基础

v风力发电机工作过程描述

v风力发电机（以下简称风力机）是一种将风能转换

为电能的能量转换装置。

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v风力机的系统图：

风电力

风力发电机

v进一步有：

风电力

叶轮传动系发电机

5

空气动力学的基本概念

空气动力学主要研究空气流过飞行器外部时的运动规律。

流线

v气体质点：体积无限小的具有质量和速度的流体微团。

v流线：

——在某一瞬时沿着流场中各气体质点的速度方向连

成的一条平滑曲线。

——描述了该时刻各气体质点的运动方向：切线方向。

——一般情况下，各流线彼此不会相交。

——流场中众多流线的集合称为流线簇。如图所示。

v绕过障碍物的流线:

——当流体绕过障碍物时，流线形状会改变，其形状

取决于所绕过的障碍物的形状。6

7

——不同的物体对气流的阻碍效果也各不相同。我们考

虑这样几种形状的物体，它们的截面尺寸相同，但

对气流的阻碍作用（用阻力系数度量）各异。

1.110.341.33

0.470.044

8

阻力与升力

v当气流与物体有相对运动时，气体对物体有平行于

气流方向的作用力——阻力。

v现在来定性地考察一番飞机机翼附近的流线。当机

翼相对气流保持图示的方向与方位时，在机翼上下面

流线簇的疏密程度是不尽相同的。

考察二维翼型气体流动的情况。

根据流体运动的质量守恒定律，有连续性方程：

A1V1=A2V2=A3V3

其中A、V分别表示截面积和速度。下标1、2、3分

别代表前方或后方、上表面和下表面处。

——上翼面突出，流场横截面面积减小，空气流速增

大，V2V1。而由伯努利方程：

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2

P=P0+1/2*V

必使P2P1，即压力减小。

——下翼面变化较小，几乎保持原来的大气压。

结论：由于机翼上下表面所受的压力差，使得机翼得

到向上的作用力——升力。

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贝兹理论

1.贝兹理论中的假设

——叶轮是理想的；

——气流在整个叶轮扫略面上是均匀的；

——气流始终沿着叶轮轴线；

——叶轮处在单元流管模型中，如图。