风能驱动抽油机节能技术研究

我国油田风资源丰富,合理地利用风资源可实现油田节能。在分析了油田风能利用现状后,找出了目前采用风力发电供能模式存在的一些问题,并针对这些问题,提出了全新的风能利用方法:通过风机液压传动技术与机械-液压混合动力技术的有机结合,可以实现高效利用风能和节约电能。依据系统结构建立了数学模型,并通过Matlab/Simulink仿真软件与Amesim仿真软件建立了系统的整体仿真模型;提出了该系统的参数设计方法;通过联合仿真研究,对比不同参数组合下的系统效率和节能特性,提出系统在压力区间10~15 MPa内工作时,风机-泵系统与机械-液压混合动力系统可同时达到最佳效率,节电率最大达到62%。     

直驱永磁风电系统能量成形与最大风能捕获

针对风速多变及外界干扰情况下风电系统出现的风能利用率低、鲁棒性差及安全可靠性差等问题,提出了一种基于能量成形的直驱永磁风电系统最大风能捕获算法.该算法采用能量成形及端口受控哈密顿(PCH)系统方法,从能量平衡的角度,建立永磁发电机(PMSG) PCH系统的非线性模型,设计了PCH系统反馈控制器.通过基于PCH系统控制器和H∞控制器的叠加反馈,设计出能跟踪最佳转矩且具有扰动抑制的PCH系统H∞控制器.实验结果表明,该控制策略实现了风电系统的变速恒频运行、最大风能利用,验证了理论模型和控制策略的正确性、可行性.     

低功率双馈风力发电系统MPPT控制及仿真

针对风力发电系统在额定风速以下运行时的最大风能跟踪问题,分别采用经典爬山搜索法和改进极值搜索法进行风电系统的最大风能跟踪控制。经典爬山搜索法通过判断输出功率和风力机转速的梯度值来搜索最佳运行点,而改进极值搜索法通过叶尖速比和风能利用系数经傅里叶变换获取的运行点相位信息来进行搜索,并通过改进积分器实现变步长快速追踪稳定运行的控制目标。通过Matlab/Simulink软件建立了低功率双馈风力发电系统最大风能跟踪控制仿真模型,并对两种控制方法进行了对比分析。仿真结果表明:改进极值搜索控制能够使系统快速地跟踪风速变化,保持最佳叶尖速比,提高了风能利用系数和风能的利用效率。     

风力发电机组的控制技术探析

风能是目前开发与利用较为广泛的一种重要可再生能源,通过对风能的有效利用,能够将风能转变为机械能,进而转化成电能实现电力输送,不仅有利于缓解不可再生能源的消耗,还能促使供电效率的大大提升,提高经济效益和社会效益。风力发电机组在风电系统中是一个关键性的组成部分,其运行的安全可靠关乎整个发电系统的稳定运行。本文通过简述风能的开发利用以及风力发电机组的具体分类,深入分析风机发电机组的控制技术。     

四级变速风力发电技术分析研究

通过与几种主要风力发电机性能特点的对比研究,说明了多级变速风力发电具有风能利用率较高、成本低等特点。     

热泵式风能制热试验分析

热泵风能制热系统由风力机和热泵制热两大子系统组成,为使风力机和热泵系统都能最大效率运行并匹配好,设计制作了一种热泵风能制热实验平台,模拟实际系统在各种条件的工作情况,以获得风速与制热效率关系等各种影响因素的数据,在此基础上优化风力机和热泵系统的参数和结构。通过对试验数据的计算分析,证明实验平台有效,对其分析计算准确,热泵风能制热技术可行、可靠、经济。     

风电系统最大功率捕获分析

介绍了风力杌捕获风能的原理及其捕获风能技术的发展,通过分析得出影响风能捕获效率的三个因素,在此基础上对几种风能捕获算法进行介绍与对比,以提高风能捕获的效率。     

风电系统最大功率捕获分析

介绍了风力机捕获风能的原理及其捕获风能技术的发展,通过分析得出影响风能捕获效率的三个因素,在此基础上对几种风能捕获算法进行介绍与对比,以提高风能捕获的效率.     

阻力型垂直轴风力发电机风轮结构的优化设计

为了解决传统阻力型垂直轴风力发电机存在的风能利用率偏低、起动性能欠佳等问题,对其风轮结构进行优化设计。在分析问题成因的基础上,基于结构力学和空气动力学原理,通过采用半圆筒叶片、四分之一圆筒屏障板,优化风轮转轴、叶片布局、叶片相对尺寸等措施对风轮及其辅助装置进行结构上的改进,得到阻力型垂直轴风力发电机风轮模型。样机对比实验表明,改进后的阻力型垂直轴风力发电机的风能利用率得到提升,起动性能明显改善。     

风力发电机叶片气动特性数值模拟

建立小型风力发电机叶片的三维流场模型,运用流体软件(FLUENT)分析旋转叶片在不同风速作用下的流动特性及气动特性的变化规律。结果表明:随风速的增大,叶片失速现象越严重,叶尖处的压强和流速均达到最大值;同时,风力发电机输出功率增大,叶尖速比和风能利用系数都减小。利用风能实验平台对小型风力发电机进行了实验测试,将所得数据与数值模拟结果进行对比分析,验证了数值模拟方案的准确性和有效性。     

风电并网中储能技术应用的探讨

简要介绍了风电的特点和发展趋势,指出了风电并网面临的主要问题.针对风电并网带来的电能质量、稳定性、经济性等诸多问题,阐述了基于储能技术、风电功率预测技术和调度技术的解决方案.具体介绍了使用铅酸蓄电池组成储能系统并结合风电功率预测、电网调度技术的方法,使风电可控、可调,一定程度上改善了风电品质,提高了风电利用率,增强了电...     

变速风力发电最大风能捕获控制方法的比较和研究

简要叙述了风能利用的基本原理和风机的几个运行阶段,对几种最大风能捕获的方法作了比较和分析,如直接风速控制法、间接风速控制法、爬山算法和模糊PID控制法等,并指出风力发电存在的问题和发展方向。     

尖速比对风力发电机发电效率的影响

本文采用实验和数值分析相结合的方法,针对影响风力发电机输出性能的尖速比因素进行研究,通过尖速比的变化对风力发电机的输出功率、电流、电压以及风能利用系数的影响分析,找到了尖速比对风力发电机的输出功率、电流、电压以及风能利用系数影响程度,为设计或制造提供参考。     

基于气-液相变的等压压缩空气储能方法研究

风能和太阳能等可再生能源具有间歇性和不稳定性的特点,不能大规模接入电网。压缩空气储能作为大规模储能技术可以调节电网负荷,削峰填谷,解决上述问题。目前压缩空气储能系统的压缩空气都是在体积恒定的容器中储存,压缩空气在释放时经过减压阀节流减压至预定的较低压力,浪费了大量的有用能,导致系统效率低,压缩空气利用率低。等压压缩空气储能通过保持压缩空气在储存和释放时压力的恒定,解决系统效率低的问题。基于质量守恒和能量守恒定律,建立压缩空气的热力学模型,采用基于气-液相变的等压方法,系统效率提高了12.18%。     

微小型压缩空气储能系统研究

风能、太阳能等可再生能源的非稳定输出特性对电网系统的安全运行影响很大。储能系统不仅可以调节电网负荷提高供电品质,而且可以作为应急电源。本文对不同储能方式进行了分析,研究了储存压力和流量等运行参数对微小型压缩空气储能系统输出功率与运行效率的影响,提出了风电单元配置微小型压缩空气储能系统的调控方案和需解决的关键技术,对储能系统发展和提高电网安全运行有参考意义。     

低速大排量风能吸功泵流量特性研究

针对大功率液压型风力发电液压系统的需要,设计一种利用双圆柱凸轮驱动多排液压缸、换向阀配流的低速大排量风能吸功泵,并对所设计的风能吸功泵流量特性进行理论分析和仿真研究.提出在换向阀阀芯处增加节流槽,减小配油过程的压力冲击.根据换向阀的工作特点,建立了单腔室流量特性数学模型,得出在低转速工况下影响风能吸功泵内泄漏的主要因素...     

基于平衡油缸的势能液压式存储和再利用研究

为提高液压挖掘机的能量使用效率, 提出了一种基于平衡油缸的势能液压式存储和再利用系统。分析了平衡系统的工作原理, 通过建立平衡系统的动臂下降速度控制数学模型, 分析了平衡单元的加入对液压固有频率和阻尼比的影响。建立了系统的AMESim仿真模型, 分析了不同的管道容腔体积、蓄能器充气压力和蓄能器体积对动臂下降速度稳定性及动态响应特性的影响, 从而确定平衡单元关键参数的合理取值范围;以某型号1.5 t型的挖掘机为研究对象, 搭建了动臂势能回收试验平台, 验证平衡系统的节能效率。结果表明:该方案在标准工况下的节能效率为21%, 能量回收效率为58.2%。     

风向自适应型涡激振动压电俘能器的试验研究

风能在自然界中是一种储量丰富、可持续利用的清洁能源。利用压电俘能器将风能转换为电能代替传统化学电池为低功耗电子设备持续供电已经获得了国内外学术和工业领域的认可。针对自然环境中风场的风向和速度时变特点,提出一种新颖的风向自适应型涡激振动压电俘能器。本俘能器可以根据风向的变化,自主调节迎风角度,从而使得俘能器能够在不同方向来风激励时拥有良好的输出性能。其主要由两个L型压电俘能梁、轴承底座、旋转固定座、导向翼等部分组成。通过搭建的小型风洞测试系统,对俘能器样机进行了测试和分析：受不同方向来风激励时,俘能器的输出功率绝对积分面积的平均相对偏差不大于6.1%;俘能器的风向自适应开启状态相对关闭状态,两个压电俘能梁的输出功率绝对积分面积平均值分别提升了468.2%和492.3%。自适应型压电俘能器的研究结果对提高俘能器的环境适应能力和增强输出性能有良好的参考价值。     

100kW海洋能发电装置变桨距机构的参数设计研究

变桨距机构作为风力机上十分常用的优化能效输出装置,在海洋能发电装置中也发挥着重要的作用,其在功率调节、转轮制动和主动控制失速输出比等方面表现出诸多优异性能。本文通过动量理论,分析了桨叶的最大能量捕获规律,并结合流体动力学和叶素理论,对桨叶进行了力学特性分析,得出了满足理论要求的变桨距机构的设计参数。