接地电阻对风机桨叶引雷能力影响模拟试验

为研究风电机组桨叶的引雷能力与风电机组接地电阻大小关系,采用标准操作波和雷电波分别对按照1:100比例缩小的两桨叶和三桨叶风机模型进行大量的放电试验。结果表明,风机桨叶的引雷能力和接地电阻的大小呈负相关关系,接地电阻越小,相关性越强。该试验结果表明风电机组接地性能对防雷措施有影响,能够定性地证明,提高风机的接地性能有助于改善风机叶片防雷措施的防雷效果。试验结论为海上风电机组接地方案和防雷方案的模拟试验设计提供了参考。

融合多尺度特征与注意力机制的风机桨叶缺陷检测方法

针对传统风机桨叶检测算法在复杂环境存在误检及检测精度低的问题,提出一种融合多尺度特征与注意力机制的风机桨叶缺陷检测方法。首先使用改进的骨干网络L-ResNet50进行特征提取,保留更多有效信息;然后对不同尺度特征层嵌入注意力机制模块,增强重点语义信息;最后对提取出的深层特征与浅层特征进行多尺度特征融合,进一步提高模型准确率。通过对无人机航拍采集的风机桨叶图像进行缺陷检测实验,结果表明,所提方法在复杂环境下的风机桨叶缺陷检测中平均准确率较原Faster R-CNN模型提高8.2%。

基于NX二次开发的大型风机桨叶参数化建模

风机桨叶作为捕捉风能的关键零部件,其复杂表面是三维建模的难点。以2 MW风机桨叶为依托,对桨叶参数化建模进行研究,开发出基于NX的桨叶参数化建模程序,用户只需输入风机基本参数可快速生成桨叶三维模型。缩短了建模周期,提高了模型精确度,为桨叶的气动外形优化和模态分析提供三维模型。

大型风机桨叶技术研究

综述分析了国外大型风机在翼型、噪声、结冰等气动问题的研究进展。概述了大型风机的材料问题和智能桨叶控制研究现状,归纳分析了智能桨叶控制常用的气动控制装置、作动装置、传感器和控制器,可为国内风能领域科研人员了解国外大型风机研究工作提供参考。

风机桨叶用PVC和巴塞木雷击电弧损伤的分子模拟研究

雷击电弧热效应下风机桨叶夹层材料PVC和巴塞木的损伤机制尚不明晰。该文对PVC和巴塞木开展冲击大电流实验,发现在雷击电弧热效应下,PVC和巴塞木残余强度明显下降,且PVC下降速度更快。采用分子反应动力学仿真手段,对PVC和巴塞木的损伤机制进行研究,发现:冲击热场下,纤维素(巴塞木主要成分)大分子链逐渐断裂,聚合度呈波动下降,而PVC聚合度下降幅度比纤维素小。峰值温度为1498K时,PVC产气量远大于纤维素,而当峰值温度升至2998K时,纤维素产气量逐渐与PVC持平。纤维素分子通过氢键吸附较多水分子,在高温作用下水分受热膨胀成为纤维素损伤的关键因素,而PVC中水分含量较少。上述结果可为不同环境的风机叶片夹层材料优化选型提供参考。

用于风机桨叶检测的地空协同桨叶巡检系统设计与实现

风机桨叶日常巡检是生产经营过程中的一项必不可少工作,诊断出风机桨叶是否存在缺陷以及存在缺陷的位置和大小,对风机桨叶健康状况进行评估,判断风机桨叶是否可以进行修复,是风电检修维护日常管理过程中重要的一个环节。传统的风机桨叶巡检方式存在效率低、正确率低的缺陷。本人设计并实现了代替人工的地空协同巡检方式,由车载巡检系统与无人机巡检系统相互配合,实现了高自动化、高准确性的风机桨叶巡检方式。

迁移学习在风机桨叶缺陷检测中的应用

随着新能源的不断投入与蓬勃发展,风能作为可再生的清洁能源更是其主要部分。风力发电应用的广泛普及,对服役运行中的风机桨叶缺陷检测成为刚需。在人工智能科学技术的发展驱动下,对于服役运行中的风机桨叶缺陷检测方式,已由传统的人工复检、常规桨叶缺陷识别逐渐发展为基于视觉的无接触式智能化检测。针对基于机器视觉与深度学习算法理论相结合的风机桨叶缺陷智能检测领域,基于小样本风机桨叶缺陷的端到端检测模型构建,引入迁移学习方法理论。以实际应用场景为研究对象,进行实验研究,结果证实了该应用方法的有效性。

雷击风机桨叶内部灾害机理研究

随着风力发电的日益普及,风电机组桨叶的雷击灾害问题愈发严重。针对这一问题,本文分析了桨叶与雷云间先导放电的发展机理,阐述了旋转桨叶的引雷效应,揭示了风机桨叶内部遭受雷击的物理过程,并通过先导发展理论对接闪过程进行了仿真验证。结果表明,后续回击是风机桨叶内部遭受雷击的主要原因,风机桨叶初始角度、旋转速度、回击间隔时间及雷电流幅值均会对雷击位置造成影响。

基于显著性检测的风机叶片裂纹提取研究

在基于数字图像处理技术的风力发电机桨叶故障巡检过程中,为了提取桨叶上的裂纹,结合裂纹与桨叶对比度的特点,文章提出了一种基于显著性区域检测与连通域原理相结合的裂纹提取方法。利用灰度化和基于引导滤波器的图像增强算法对图像进行预处理。然后转变处理前景目标区域的方法,转而分析背景区域的特点,达到把背景区域去除的效果,并与连通域检测标记相结合,最终把裂纹区域提取出来。实验结果表明,基于显著性区域检测的方法能够把风机桨叶上的裂纹较为完整地标记出来。

大型风机叶片雷击多通道电弧气爆损伤的实验

风机叶片雷击事故多发,而雷击下桨叶机械损伤机理的研究很少。通过调研风电场雷击数据和实验模拟,获得雷击位置分布规律,结合桨叶材料损伤得到雷击电弧多通道路径。采用极细镍铬丝铺设电弧路径,对5m长风机叶片开展大电流注入实验,发现引下线在两腹板之间,会减小后缘开裂长度,但将对后缘腹板及两腹板之间区域造成巨大损伤;引下线在后缘腹板外侧,可将损伤控制在后缘腹板之外。引弧孔距叶尖较远时,损伤以引弧孔为中心向两侧等距延伸;引弧孔距叶尖越近,叶尖方向的损伤越严重,直至危及叶尖接闪器。高速相机拍摄的动态过程表明,叶尖方向的损伤主要缘于电弧气流的多次回流冲击。研究成果可帮助揭示叶片动态损伤机制,指导其防雷设计。

矿山用风力发电机桨叶表面损伤图像识别分析

为解决恶劣的矿山环境下,人工检测风机桨叶表面的裂纹、砂眼等损伤中难度大等问题,基于亚像素图像匹配技术,对图像进行分割、匹配,采用亚像素梯度匹配算法,将获取的待检测图像与原始图像进行匹配,找出最小的匹配值,当计算结果大于指定的阈值时,则认为桨叶出现损伤,从而完成对桨叶表面的损伤检测.研究结果表明:该方法有效提高风机桨叶表面损伤检测的准确性,计算精度达到了亚像素级.研究结论可为风机桨叶的表面损伤检测提供理论依据.

面向远洋海岛的多能源礁盘电站布局优化及发电潜力勘探

远洋海岛远离大陆,现有研究考虑利用风、光等可再生能源进行远海海岛的能量供给,但并未考虑远洋海岛土地资源紧张等问题。针对这些问题,文中在充分评估海岛及其周边礁盘区域场景中风/光/波浪能资源状况的基础上,基于无桨叶风机、漂浮式太阳能电池板以及振荡浮子式波能捕集装置,提出了多能源礁盘电站的一体化建设布局方案。在等年值投资成本和布局约束下,以年总发电量最大为目标函数,建立布局优化和发电潜力勘探混合整数规划模型,利用CPLEX对模型算例进行求解,并与不同精确度下穷举法的计算结果进行对比。算例结果表明,所提建设布局方案合理可行,其发电潜力较大,能较为充分地满足对远洋海岛的电力供应,同时尽可能避免了对海岛土地的过多占用。