考虑风光出力动态相关性的场景生成方法

针对风光出力的不确定性问题提出一种利用混合Copula函数结合多元正态分布的风光出力场景生成方法。基于风电功率和光伏功率的历史数据建立风光出力的联合分布模型,进一步通过多元正态分布和协方差矩阵生成具有动态相关的风光出力联合分布序列;采用马尔科夫链蒙特卡洛抽样法生成风光出力场景的随机分布数,通过逆变换法得到相应的风光出力场景;对不同方法生成出力场景进行对比,分析动态相关下风光出力场景的拟合效果和耦合效应。结果验证所提方法的有效性,生成的出力场景能够较好地刻画风光单独出力和耦合出力时的不确定性。

基于Copula函数的叶片载荷相关性研究及预测分析

针对风速与叶片载荷的相关性,建立风速-载荷的Copula函数模型,提出一种基于Copula函数的预测方法并对叶片载荷进行预测。通过中小型变桨风力机风洞试验的载荷数据进行相关性建模并进行拟合优度检验,同时通过预测模型对载荷做出预测,采用显著性检验验证了预测效果的有效性。以1.5 kW风力机叶片载荷试验数据为例对所提方法验证,结果表明:在准确分析风速和叶片载荷相关性的基础上,采用Copula函数建立的预测模型能有效预测叶片载荷。

基于静力学分析的新型变桨风力机关键齿轮参数优化

以新型变桨风力机为研究对象,针对其变桨调节机构的齿轮齿条构件,进行了轻量化的优化设计。通过有限元分析,得到不同桨距角下的叶片扭矩以及传动杆推力,并采用风洞试验方法对传动杆推力进行验证,确定齿轮优化的初始载荷条件。基于SolidWorks软件对齿轮齿条构件参数化建模,以质量、齿根弯曲强度、齿面接触强度为优化目标,模数、齿数、齿宽为设计变量,建立了响应面模型,采用多目标遗传算法(MOGA)进行优化设计。优化结果表明:优化后齿轮齿条构件质量减轻43%,齿根弯曲应力增加23%,齿面接触应力减小17%,优化使该风力机变桨调节机构设计更为合理。

一种新型变桨风力机风洞实验研究

介绍一种可应用于小型风力机的新型变桨调节装置,为验证其高风速运行的可行性,同时分析桨距角对小型风力机输出功率的影响特性,保持恒功率输出时的桨距角控制规律及变桨机构所受实际载荷大小,制造样机模型进行风洞实验。实验结果表明:在5~20 m/s的测试风速范围内新型变桨风力机运行安全可靠;6°桨距角时风力机输出性能最佳,无论桨距角增大或减小,输出性能均有所降低;风速一定时,风力机输出功率随桨距角的增大呈近似线性减小的趋势,且风速越大桨距角变化对输出功率的影响越显著;得出风力机输出功率控制在约1400 W时的桨距角、风速关系式;保持恒功率输出时,通过桨距角调节可使变桨距风力机推杆载荷较定桨距风力机明显降低。