风力发电叶片桨矩角的确定方法
专利汇可以提供风力发电叶片桨矩角的确定方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了属于 风 力 发电技术领域的一种 风力 发电 叶片 桨矩 角 的确定方法。该方法基于风轮上考察叶素某微段速度分析分解的几何关系，根据风力机叶片不同区域对 翼型 的要求不同，选择合适的翼型，根据 风能 利用最大化为目标，直接建立了风电叶片桨矩角沿叶片半径变化的公式，确定翼型沿叶片展向的布置；再以每一叶素处取得最大 风能利用系数 为目标，推导出相应的计算公式，通过优化计算，获取每一叶素处翼型的桨矩角。本发明不仅提高了叶片桨矩角的精确性，还有效提高了风能利用率。一般估算，在相同风况条件下，此方法确定的叶片桨矩角，风能利用率可提高近3％。，下面是风力发电叶片桨矩角的确定方法专利的具体信息内容。
1.一种风力发电叶片桨矩角的确定方法，其特征在于，基于风轮上考察叶素某微段速度分析分解的几何关系，根据风力机叶片不同区域对翼型的要求不同，选择合适的翼型，根据风能利用最大化为目标，直接建立了风电叶片桨矩角，风电叶片桨矩角沿叶片半径变化的公式如下：
式中：Vrr为距离风轮旋转中心为风轮半径r处的空气相对于风轮叶片的流动速度，其中，说明；第一个角标r表示“相对”运动，第二个角标r表示“位置”为距离风轮旋转中心的距离＝风轮半径r；
Ver为将距离风轮旋转中心为风轮半径r处的空气看做风轮部分所具有的速度，即此处空气的牵连运动速度，
Va为空气的绝对运动速度，即风速；
式中： 为矢量 间的夹角；
式中：ω为风轮转速；
亦即
因为
将式(4)代入式(5)，得
亦即
在上述各式中，Vrr为入流风速；Va为空气绝对运动速度；Vrc为出流风速；Vrz为出入流风速变化量在风轮旋转轴线z轴上的投影；Vra为出入流风速变化量；Vrx为出入流风速变化量在该点牵连运动速度方向x轴上的投影；ω为风轮旋转角速度； 为矢量 间
的夹角；
根据流量连续方程Qcr＝Qjr，其中，Qcr为r处的出流流量，第一个角标c表示“出”流，第二个角标r表示“位置”为距离风轮旋转中心r处；Qjr为r处的入流流量，第一个角标j表示“进”或入流，第二个角标r表示“位置”为距离风轮旋转中心r处，或ScrVcr＝SjrVrr；其中，Scr为r处的出流流量通流截面面积，第一个角标c表示“出”流，第二个角标r表示“位置”为距离风轮旋转中心r处；Sjr为r处的入流流量通流截面面积，第一个角标j表示“进”或入流，第二个角标r表示“位置”为距离风轮旋转中心r处,考虑空气在远低于音速条件下不可压缩的特点，应有Scr＝Sjr，所以
vcr＝Vrr (8)
根据风轮上考察叶素某微段速度分析分解的几何关系，得
式中： 为两矢量 的矢量差，箭线代表矢量，其中，第一个角标a表示“差”，第二个角标r表示“位置”为距离风轮旋转中心r处，其它符号意义同前；
亦即
式中： 为距离风轮旋转中心r处的风电叶片桨矩角，角标r代表距离风轮旋转中心r处，其它符号意义同前，
式中：ΔVxr为矢量 在x轴上的投影，其中，第一个角标x代表坐标轴，第二个角标r表示“位置”为距离风轮旋转中心r处，其它符号意义同前；
根据冲量原理，此微段空气流速的变化，对叶片产生的周向力ΔFxr为
ΔFxr＝ρdqΔVxr (12)
式中：ΔFxr为风速在x方向的变化引起的作用力在x方向上的变化量，其中，第一个角标x代表坐标轴，第二个角标r表示“位置”为距离风轮旋转中心r处；Ρ为空气密度；dq为空气流量；
而
式中：ds为叶片上垂直于弦长的空气微单元厚度；dl为叶片上沿弦长的空气微单元长度；其它符号意义同前；
将式(10)代入式(11)后，再代入式(12)并将式(13)也代入式(12)，得
此力对风轮产生的转矩ΔMxr为
式中：ΔMxr为力ΔFxr对风轮产生的转矩，其中，第一个角标x代表坐标轴，第二个角标r表示“位置”为距离风轮旋转中心r处；
其它符号意义同前；
在全叶片上产生的转矩Mx为
式中：Mx为全叶片上的作用力对风轮产生的转矩；其它符号意义同前；
定义函数F，
因为
所以式(17)亦可写为
根据欧拉—拉格朗日方程(Euler—Lagrange Equation)，式(16)取极大值的必要条件是
式(19)可简化为
则
风力发电叶片桨矩角的确定方法
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 电网不对称故障下双馈风电机组的增强低电压穿越控制方法 | 2020-05-13 | 876 |
| 一种聚能型水平轴风力机控制系统及方法 | 2020-05-17 | 769 |
| 围护结构以及风力发电机组、塔筒结构 | 2020-05-15 | 890 |
| 一种风机偏航性能与能量转化效率评估方法及装置 | 2020-05-16 | 60 |
| 一种用于风力发电机组的转速控制方法 | 2020-05-18 | 727 |
| 一种基于支持向量回归的最优转矩控制方法 | 2020-05-08 | 515 |
| 一种风储发电黑启动系统及其储能配置方法 | 2020-05-14 | 126 |
| 一种风力机整机空气动力测定系统及方法 | 2020-05-12 | 719 |
| 基于最优转速功率追踪的双馈风机参与电网调频控制方法 | 2020-05-16 | 757 |
| 一种双馈风力发电机组无功输出范围的精确计算方法 | 2020-05-11 | 385 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
