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葉片安裝誤差對風電機組性能影響的研究

2015-02-28 來源:中國風能協會 瀏覽數:11516

  葉片是風電機組的關鍵部件之一,其性能在很大程度上決定了風電機組的可靠性和風能利用的經濟性。葉片安裝誤差對風電機組可能產生的影響有:由于葉片安裝誤差的影響,使其改變了葉片翼型的氣動性能,導致風輪空氣動力學特性的改變,并且安裝誤差可能會造成風電機組葉片質量不平衡,引起風電機組的振動,增大相關部件的動載荷,從而加速風輪的疲勞,降低風電機組的可靠性,風電機組運行效率也會降低,縮短風電機組的壽命。但是,目前針對葉片安裝誤差對風電機組性能影響的相關研究很少,在此,本文基于風電機組設計與分析軟件——GH -Bladed ,針對某3MW 大型風電機組葉片,改變其安裝角的大小,對風電機組一系列的性能參數進行分析,為風電機組研究提供參考。
  葉素動量理論及其修正
  葉素動量理論(BEM) 是目前使用最為廣泛的風電機組葉片氣動性能的計算理論,它綜合考慮了動量理論和葉素理論。由BEM 理論可知,為了計算風電機組性能,必須計算風輪旋轉平面中的軸向誘導因子和切向誘導因子a、b,二者可由式(1)、(2)通過迭代的方法可求得:
  式中,σr—局部實度,φ—入流角,Cx—葉素法向力系數,Cy—葉素切向力系數。
  采用Prandtl 修正理論,進行如下定義:
  式中,F—損失因子,Ft—葉尖損失因子,
  式中,
  修正因子Fh表達式與Ft是相同,只是f不同,表達式為:
  式中,B—葉片數目,Rl—葉尖半徑,Rh—輪轂半徑。
  在引入Prandtl 損失因子F對葉尖和輪轂損失修正之后,式(1)和(2)可變為:

 

【延伸閱讀】

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閱讀上文 >> 2014年風電產業盤點:強勁復蘇 重回正軌
閱讀下文 >> 如何從能源革命中挖掘商機

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