用于风力发电的新型集风装置自动控制系统设计

性能良好的集风装置是风力发电以及其它一些利用风能作为主要动力源的设备能够高效工作的重要保证.在阐述新型专利技术“直立式风力发电机”专利思想的基础上,给出了直立式集风装置的自动控制工作原理,并以微控制器为核心部件,设计了集风装置自动控制系统.实验结果表明:该系统能够实时跟踪风向变化,调整集风叶片与风向的夹角,以便最大效率地利用风能,控制方法正确可行.

扩散体型挡风坝集风系统研究

为了有效收集风流,本文提出了扩散体型挡风坝集风系统,确定了扩散体挡风坝模型的尺寸,通过Fluent软件模拟了不同入口风速时,扩散体坝体截面中心点至地面不同高度点风速,并确定了风速增大倍数。在此基础上,开展了基于风洞的扩散体挡风坝集风实验,结果表明:扩散体挡风坝数值模拟结果与风洞实验结果基本一致,风速均增加近0.5倍左右,挡风坝集风效果明显。研究结论对挡风坝风力发电系统的工程可行性和经济效益具有重要的理论和现实指导意义。

不同中心集风管形式对浅圆仓降温通风效果的模拟研究

在CFD数值模拟技术的基础上,对浅圆仓不同中心集风管形式下的径向通风降温数值模拟结果分析,并进行对比以评判优劣。研究的粮食种类为大豆,数值模拟了四种变径形式的中心集风管顶部,或开孔或不流通,共八种情况的通风条件下,粮堆内部温度分布和气流组织情况,将八种情况下的数值模拟结果对比,分析其通风均匀性和通风降温速率。研究发现,集风管高度与粮面平齐且上粗下细时有较为明显的优越性,通风均匀性较好。研究结果对浅圆仓仓储大豆通风降温方式的选择提供了理论依据。

一种移动式集风装置的性能分析

为了提高风能利用率,扩大风力发电系统的风速利用范围,提出了一种沿轨道移动的收缩管状集风装置,并对其性能进行了研究。当风速较小时,气流在收缩管中加速,提高了风能密度,降低了风力机的启动风速;在风速较大时,收缩管受到较大的风压力沿轨道向后移动,装置内风力机处增加的风速较小,使风力机可以继续正常工作。从风速均匀稳定变化的角度出发,分析了气流马赫数随直径变化的关系;基于连续性方程和伯努利能量方程,考虑收缩管移动时开槽缝隙的影响和流动过程中的能量损失,对连续性方程进行修改,用来描述风速变化在装置内部的动态特性。数值模拟和实验结果表明,移动式集风装置可以减小其内部的风速波动,增加风能利用率和扩大发电系统的风速利用范围。

高效集风式隧道风能发电装置设计与研究

为了提高现有隧道风能的利用率设计了一种包含两种集风功能的高效集风式风能发电装置。通过对数据的采集和比对总结出一般公路隧道符合发电条件的高度范围并根据数据设计出集风管道和集风箱,集风管道设有最低集(出)风口和最高(集)出风口,负责收集沿隧道壁爬升的活塞风,集风箱设置在实测风速最高处,内部为弧形同时连接集风管道共同发挥集风功能,集风箱内部放置将叶片设置成与竖直方向有一定倾角的改进型外置支架组垂直轴风轮机,利用其能将各个方向的风都转化为对风轮机已有转速起到维持或加强作用的特点,配合集风装置运作,通过使用CFX和WORKBENCH对装置各部分进行流体仿真分析出最适形状对装置进行改进。确认集风式风能发电装置拥有比传统装置更高的集风、发电能力和效率。

包装印刷业VOCs废气治理新工艺——中央集风减风增浓-催化氧化-热能回用技术研究

针对包装印刷业废气特点,研发了“中央集风减风增浓-催化燃烧-热能回用”技术。该技术利用特殊工艺的中央集风系统使废气风量减小,进而提高废气浓度,然后通过催化氧化炉进行低温催化氧化反应使废气中的挥发性有机物(VOCs)分解为无害的二氧化碳和水蒸气,达到净化废气的目的。此技术一方面能满足尾气达标排放,另一方面可对印刷机的热能进行回用,达到节能减排效果,从而降低了废气处理设备的投资和运行费用,增加企业效益。

基于Fluent的集风与整流对风能利用率研究

为提高风能利用率及风机功率,常采用增加风轮叶片长度以提高单机扫风面积的方法。而随着叶片长度的增加,风机的制造和安装成本均会大幅增加。根据当前风力发电存在的问题,采用Fluent软件分析了集风与整流技术对提高风能利用率的作用,经初步研究表明,同样能量的风,通过不同分布速度作用在风机叶轮上,其能量转换效率不同,且同样的扫风面积和同样的风速,通过集风整流可以使风能利用率得到较大幅度的提高,特别对以中低速风为主的风场,发展集风整流式风力发电装备可有效提高风能的利用率及提高发电量。

烧结球团集风包用篦板箱的铸造

篦板箱铸件是球团矿设备中集风包用主要备件，备件由焊接结构改为整体铸件，铸件结构给铸造生产带来极大难度，铸件易产生变形，裂纹，冷隔，粘砂等缺陷，通过对铸件结构的分析和制定合理工艺等措施后，成功地制造出一批合格品。

集风式风力发电机在汽车上的应用研究

燃油汽车的节能问题,都是各个汽车厂家攻坚克难的研究方向。电动汽车上的供电问题一直是困扰这一行业的艰难课题。笔者经过多年的研究和实验,发明了一种集风式风力发电机,能为燃油汽车和电动汽车供电,解决了这一行业的世界性难题。文章就这一研究项目进行了详细阐述。

风力机集风装置结构设计和优化

利用三维软件Pro/E设计集风装置的结构和尺寸,然后利用有限元软件A N SY S分析研究风力在集风装置表面的流动特性,研究不同的表面微观结构对流动特性的影响。通过对比分析,修正尺寸及结构,改进表面微观特征,使得集风装置不仅具有较好的强度特性,而且保证风能得到最大的利用率。

基于CBAM-LSTM的风电集群功率短期预测方法

风电功率的精准预测对我国实现“碳达峰”、“碳中和”的目标具有重要意义。传统的风电功率预测方法往往忽视了时间序列数据中的长期依赖关系和空间相关性,导致预测结果不准确。为了解决这个问题,文中提出了了卷积块注意力机制(Convolutional Block Attention Module, CBAM)和长短时记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)相结合的模型。首先,使用CBAM对风电功率时间序列数据特征和数值天气预报中蕴含的空间特性进行提取,该模块能够自适应地学习时间和空间上的重要特征;然后,将提取的特征输入到LSTM层结构中进行功率预测。为了验证所提方法的有效性,使用中国吉林省某风电场的数据集进行验证,实验结果表明,与其他功率预测方法相比,文中所提方法平均绝对误差(Mean Absolute Error, MAE)平均降低2.67%;决定系数(R-Square, R2)平均提高23%;均方根误差(Root Mean Square Error, RMSE)平均降低2.69%。

集群化发展模式下风电场预测、规划及控制关键技术综述

随着我国风电行业的快速发展,规模化发展风电对能源转型的推进至关重要。然而,由于风电场所处的复杂环境和高昂的建设运营成本等因素,集群化发展模式下的风电场面临着一系列技术难点和挑战。因此,文中针对集群化发展模式下风电场的建设和运营,重点总结了相关的预测、规划及控制关键技术。文中围绕风电场集群的关键技术与研究思路进行了归纳总结;针对风电场集群的特点,包括风资源量化表征与预测技术、多风电场协同优化规划技术以及多风电场控制与运行技术进行了详细探讨,对于每个技术领域,分析了当前的研究现状和取得的成果;最后,阐明了风电场集群建设和运营关键技术领域的发展趋势,并指出了待解决的技术难点,通过总结这些技术的研究成果为我国风电的规模化、集群化开发提供参考。

基于多目标原子轨道搜索算法的风电场集群最优经济调度

随着环保意识的增强以及风电渗透率的不断攀升,使得电力部门对含风电系统的经济调度提出了更高的要求。为了在降低污染物排放及促进风电消纳的同时将发电成本控制在最低,建立了考虑环境与经济指标的风-火多随机变量经济调度模型。该模型中的目标函数考虑了火力发电成本、风力发电成本、弃风惩罚成本及污染气体排放。采用多目标原子轨道搜索算法进行模型求解,该算法在传统原子轨道搜索算法的基础上添加了存档机制、网络机制以及领导者选择机制,具有较强的多目标优化执行能力。结合修改后的IEEE30节点算例进行仿真分析,结果验证了所提模型的可行性以及多目标原子轨道搜索算法求解此类问题的有效性。

风电场集电线路故障监测系统设计与应用研究

从风电场集电线路故障监测着手,建立了故障监测系统,阐述了故障监测系统的主要构成及关键测距技术。该故障监测系统投入风电场集电线路的应用结果和数据表明,其具有良好的故障测距精确性与稳定性,大大减小了风电场故障排查难度,实现了风电场智能化运维。

计及电压稳定性约束的海上风电场集群VSC-MTDC组网优化方法

海上风电场将朝深远海、集群化方向发展,多端柔性直流输电技术(voltage source converter based multi-terminal direct current,VSC-MTDC)对远距离、大规模海上风电接入系统表现出明显优势,因此有必要对海上风电场集群VSC-MTDC组网优化进行研究。考虑到风电场集群出力的聚集效应会影响电气设备的容量配置,以及陆上电网的公共连接点(point of common coupling,PCC)电压稳定性对大规模风电接入容量的影响。文中推导了PCC点电压稳定性指标,并引入了“N+”原则对电气设备进行容量配置,提出一种计及“N+”原则和PCC点电压稳定性的海上风电场集群VSC-MTDC组网优化方法。采用改进的NSGAⅡ算法对海上风电场集群VSC-MTDC系统进行分析。算例结果表明,按“N+”原则进行容量配置可以更好提高收益,考虑PCC点电压稳定性虽然会增加投资成本,但能够提高PCC点电压稳定性。

风电场集电线路工程施工常见问题分析及其对策建议

风电场集电线路工程施工中常见问题主要包括设计阶段规划不到位、分包模式下施工质量难满足实际要求、责任划分不够明确、总承包商未考虑施工安排合理性等,解决这些问题的建议包括在设计阶段充分考虑环境条件、选择综合水平较高的分包商、加强监理力度以及确保施工安排的合理性,通过这些建议,可以提高风电场集电线路工程的施工质量和效率。

多T接风电场集电线路自动巡检系统研究与设计

多T接长支路的风电场集电线路往往伴随多段电缆架空混架的情况,传统电抗法故障测距无法适用于现阶段风电场集电线路的故障排查。因此,从多T接电缆架空混架结构着手,分析了现阶段故障排查的难点与痛点,设计了一套多T接风电场集电线路自动巡检系统,并基于风电场集电线路的复杂结构解决了取能、数据传输以及自动定位等关键技术问题,从而为多T接混架风电场集电线路故障排查提供了理论技术支撑。

风电场集电线路状态监测一体化装置

本文介绍了一种适用于风电场集电线路状态在线监测的一体化装置,论述了线路状态监测的传感器工作原理及行波故障监测原理,该装置采用模块化设计,集线路状态监测、故障测距于一体,各项功能均能相互配合。利用大量现场运行数据证明,该一体化监测装置应用于集电线路状态监测具有良好的适应性及线路状态监测的稳定性。

风电场集电线路高压跌落保险防误动的研究

随着风电产业的迅速扩展,其内部集电线路的安全运维挑战日益凸显,并已成为影响整个风电行业进一步发展的关键制约因素。风电场内连接各风电机组及外部电网的核心纽带——集电线路,其运行稳定性与可靠性至关重要;任何故障性事件均可能对风电场整体效能产生负面影响,乃至酿成重大安全事故。在诸多问题中,高压跌落保险装置的误动作是困扰集电线路安全稳定运行的一大难题,误动一旦发生不仅可能导致风电场停机停产,还可能波及更大范围内的电力系统稳定性。本研究致力于探讨和解决高压跌落保险装置误动作这一核心问题,旨在提升风电场集电线路的安全运营标准,进而有力推动我国风电行业的健康发展与可持续进步。

基于行波测距的风电场集电线路主要问题研究

近年来我国大力发展清洁能源产业,截止到2022年底,我国清洁能源发电量以及新增装机容量都得到了大幅提升,同时各类线路故障频发,风力发电首当其冲成为了清洁能源的重要组成部分,本文首先对比了传统阻抗法与行波法故障测距的差异性,指出了当下行波法故障测距应用于风电场集电线路中存在的问题,同时给出了相应的解决方案及策略,为保障风电场集电线路行波法故障测距成熟应用提供了相应的运行方案,提高了风电场集电线路的运行安全性以及稳定性。