塔影效应

摘要： 为了研究塔影效应及风剪切对风电机组输出功率的影响,以双馈风电机组为例,首先,计及风速变化,推导双馈感应发电机的暂态能量函数;然后,研究风电机组周期性功率波动特性、频率响应及振荡机理;最后,在PSCAD/EMTDC平台上搭建包含风速模型的单机无穷大系统模型并进行仿真,通过风电机组功率波动及暂态能量的变化,分析塔影效应及风剪切对风电机组的影响。仿真结果表明,塔影效应和风剪切会造成风电机组的功率波动,当机组功率波动频率与风电机组轴系固有振荡频率相等时,风电机组发生共振,振荡幅值最大。

摘要： 以NH1500三叶片上风向型水平轴风力机为研究对象,基于CFD方法分析了风剪切来流下塔影效应对风力机叶片与风轮的气动载荷、空间流场的影响.结果表明:对于风剪切条件下有/无塔架的2种模型,叶片表面压力分布的差异主要体现在前缘和吸力面;在1个旋转周期内,有塔模型的载荷波动幅值大于无塔的风轮模型,风轮的载荷波动幅值相对于单支叶片的较小;方位角150°～210°的时域为塔架模型的塔影中心区;塔影效应是导致风力机输出功率周期性波动的主要因素;塔架模型在叶片相位角180°时刻较无塔的风轮模型流场结构更为复杂;当叶片经过塔架时,流动分离点发生偏移,引起塔架两侧速度不对称.该研究结果为进一步研究塔影效应对风力机气动特性和空间流场的影响提供了一定参考.

摘要： 台风是风力发电机组的主要故障因素之一.针对正常风况和极端风况进行了UDF建模,得到的动态来流模型还考虑了阵风及极端风向变化情况,基于FLUENT采用滑移网格技术和RNG研究了动态来流及塔影效应对风力机下游尾迹特性的影响.结果 表明:通过UDF编译的动态来流与理论值完全吻合,验证了UDF的正确性;风机前端来流的随机波动会引起风力发电机输出功率波动,尾迹结构出现形变.此外,扭矩以及功率受风机塔影效应影响而下降,塔架表面升力突变,进而影响塔架疲劳寿命.数值计算的结果对风力机组结构设计和风电场机组阵列分析具有重要参考价值.

摘要： 针对大型风电机组柔性多体塔架-叶片耦合结构气动响应问题,文章提出了在不同偏航角度下的分析方法.根据该方法的流程图,建立了大型风电机组柔性多体塔架-叶片耦合结构动力学模型.采用谐波叠加法计算气动载荷分布,考虑塔影效应与风剪切的影响,得出诱导因子时程曲线与气动响应均值.计算结果表明:轴向与切向诱导因子变化较小,尾流稳定;偏航角逐渐增大导致塔顶顺风向位移均值减小,根方差值增大.该结果为大型风电机组运行过程中监测状态参数的变化与流体动力学分析提供了参考.

摘要： 塔影效应对大型垂直轴风力机的流场有显著影响,研究大型垂直轴风力机的塔影效应具有重要应用价值.采用雷诺时均(RANS)方法,在剪切流大气环境下,计算分析5 MW大型垂直轴风力机的功率、转矩、切向力、法向力和表面压力,揭示了塔筒对大型垂直轴风力机的塔影效应.计算结果显示:塔影效应会明显降低垂直轴风力机的平均功率系数,在270～280°相位角附近显著降低叶片前缘的负压强度和负压范围;随着塔筒直径的减小,叶片前缘的负压强度和负压区范围增大,转矩系数的波动幅度减小,单叶片转矩系数增大,叶片空气动力性能改善,发电效率提高.相关结论对大型垂直轴风力机的设计具有一定参考价值.

摘要： 风机在实际运行中,由于风剪切和塔影效应的存在,导致各桨叶载荷均不平衡.载荷的不平衡严重影响风轮的性能.为减小由于空间位置不同带来的载荷不平衡,首先,仿用威布尔分布函数对风轮立体面风速进行优化处理,以提高风速计算准确度,其次,利用Blade软件计算不利载荷大小,通过变桨距系统减小风轮叶面推力来降低载荷.实验结果:风速优化法在风速信号采集上进行抑制,降低了风速的波动频率.且计算后的不利载荷对桨距角进行补偿的方法,使叶轮在吸收风能的同时降低风机不利载荷和部分叶片震动,延长了叶片使用寿命.

摘要： 风剪切和塔影效应使直驱式风电机组成为强迫功率振荡扰动源,虚拟惯量控制可使风电机组同时具备向系统提供惯量支持和抑制扰动的能力.通过分析虚拟惯量控制中比例-微分环节对系统阻尼、风机轴系扭振和扰动源的影响,提出了虚拟惯量控制的改进方案.在VIC补偿量中引入风机输出功率给定量和二阶带通滤波器,实现了比例、微分系数的等效等比增大.算例分析和仿真结果表明,改进方案在不减少系统阻尼和不降低轴系稳定性的前提下,提高了虚拟惯量控制对强迫功率振荡扰动抑制的能力.

摘要： 塔影效应是影响风机气动性能的关键因素之一,本研究就风机塔架对浮式风机非稳态气动性能的影响进行分析研究.应用naoe-FOAM-os-SJTU求解器对含塔架风机的气动性能进行数值模拟分析.模型网格采用重叠网格技术进行处理,计算模型选用美国国家可再生能源实验室的大型风机NREL-5MW风机.通过数值计算可以分别得到风机和塔架所受气动推力的历时曲线,同时得到精细的流场分布信患.通过改变塔架到叶片之间的距离,分析塔影效应随塔架与叶片距离增大而减弱的作用规律.通过分析不同截面位置流场压力分布,充分理解塔影效应的作用机理.

摘要： 下风向型风力机是海上风能未来发展非常有应用前景的一种结构形式,而塔架和叶片的非定常相互作用是影响风力机气动力性能、结构疲劳和寿命的主要因素之一.本研究基于开源代码OpenFOAM,并采用滑移网格处理叶片的旋转对下风向型NREL Phase Ⅵ的三维叶片和塔架模型进行非定常数值模拟,详细分析了塔影效应对下风向型风力机气动性能的影响.结果表明:塔架的存在会引起叶片载荷剧烈变化.在此基础上从叶片表面压力分布,叶片的推力时历曲线、尾涡结构、极限流线等气动力数据和流场细节角度分析了塔影效应的影响,揭示了三维非定常变化的发生机理,为未来海上下风向型风力机的设计运行提供参考.

摘要： 塔架与叶片间的相互作用是严重影响风力机气动性能，导致机组疲劳载荷增加和寿命减少的主要原因之一。本文采用NUMECA 商用软件FINETM/Turbo，对上风向型风力机DF90的整机三维模型进行非定常数值模拟，详细分析了塔影效应对风力机气动性能的影响。结果显示：塔架的阻碍作用引起叶片载荷的剧烈变化（单叶片载荷波动20%-40%，风轮载荷波动10%左右），与文献显示的风场试验结果一致。在此基础上对叶片表面压力、法向和切向载荷以及入流角等流动细节的非定常变化进行了分析，说明塔架阻碍造成的流场变化和载荷波动的原因，为风力机的设计运行提供参考。

摘要： 为研究风力机中的塔影效应，根据动量叶素理论（BEM）将风力机简化为叶片和塔架切片段模型，使用Fluent进行三维流场的数值模拟计算，并与风洞实验数据进行比较。定常计算结果与实验吻合较好，验证了模型的准确性的与可行性。采用滑移网格进行非定常计算，结果表明，叶片段截面上的法向力系数CN、切向力系数CT及俯仰力矩系数CM进入干涉区后先降低，并且在180°方位角稍靠后的位置达到最小值，随后逐渐上升直至离开干涉区。

摘要： 为了捕获最大风能和改善风力机工作性能，通过深入分析三桨叶上风向水平轴风力机的风剪切和塔影效应，得到整个风轮扫掠面上的风速动态模型．然后，分析了空气动力数据、桨叶翼型参数、轮毂高度、轮毂风速、风剪切系数、叶片半径、塔架半径、悬垂距离等参数对计算模型的影响.以一台额定功率为2 MW的风力机为例，分别在考虑风剪切、塔影效应和不考虑风剪切、塔影效应的2种情况下，对其摆振载荷和挥舞载荷进行了计算和对比分析．结果表明，随着风力机容量的增大，风力机整体尺寸相应变大，风剪切和塔影效应对风力机载荷和功率的影响也变得不容忽视．因此，相比统一变桨控制技术，独立变桨控制技术更具有应用前景．

摘要： 随着计算机技术和数值模拟方法的迅速发展,计算流体力学方法(CFD)成为对浮式风机性能进行分析研究的重要途径.naoe-FOAM-os-SJTU是在原有CFD求解器naoe-FOAM-SJTU基础上,结合重叠网格技术开发的面向船舶与海洋工程新的CFD数值求解器.本文应用naoe-FOAM-os-SJTU求解器对塔架对风机气动性能的影响进行数值分析.模型网格采用重叠网格技术进行处理,计算模型选用美国国家可再生能源实验室的大型风机NREL-5MW风机.对带塔架NREL-5MW风机进行气动力数值模拟和分析,数值计算得到风机和塔架所受推力与扭矩的历时曲线,风机不同截面的压力分布,以及尾流场的信息.将计算结果与无塔架的数值模拟结果进行对比分析,分析塔架对风机气动性能的影响.

摘要： 测风塔的塔影效应影响测风数据的准确性。本文通过在黑龙江伊春大箐山的电视信号转播塔上不同位置安装测风仪器，验证铁塔塔影对测风数据的影响，并找出塔影对测风数据影响的一般规律。

摘要： 本发明涉及人工智能的技术领域，公开了一种基于金字塔影像分割的陨石坑自动提取方法，其特征在于：以均分方式对待检月球DEM影像进行裁剪，构建多尺度金字塔影像，并将金字塔影像的所有层影像调整至统一尺寸，然后从底层至顶层将各层影像逐一输入U‑Net神经网络模型进行陨石坑的边缘分割，再利用模板匹配算法提取各个陨石坑的基于当前金字塔影像像素矩阵的像素中心坐标和大小，最后利用转换关系，计算各个陨石坑实际对应的经纬度中心坐标和半径。对现有陨石坑分割提取方法进行改进，使之适用于月球DEM中多尺度陨石坑的准确提取，为更完整的陨石坑目录集和航天器选址着陆提供支持。

摘要： 本发明提供了一种倒塔影响长度计算方法、装置、设备及可读存储介质，所述方法包括：获取第一参数、第二参数、第三参数、第四参数和第五参数；基于所述第四参数，第五参数计算得出第六参数，所述第六参数包括杆塔向地面的投影长度；判断是否满足继续执行条件，若满足则继续执行，若不满足则退出计算，输出第一计算结果。本发明通过采用电力线路杆塔投影法计算杆塔倒塔影响范围，缩短了现有数值计算方法的计算周期；通过采用杆塔两侧及基座投影计算下穿铁路的防护范围，提高了计算的精确度。

摘要： 本发明公开了一种模拟塔影效应和偏航误差的浮式风机塔筒缩比模型，涉及浮式风机缩比模型试验领域，包括塔底六分力计、塔底连接组件、锥形塔筒组件、偏航调整组件和塔顶六分力计；塔底六分力计的下端面固定安装在浮式平台上，塔底六分力计的上端面与塔底连接组件的下部固定连接，塔底连接组件的上部与锥形塔筒组件的下端部固定连接，锥形塔筒组件的上端部与偏航调整组件的下部固定连接，偏航调整组件的上部与塔顶六分力计的下端部固定连接；通过本发明的实施，可以在不影响缩比模型水池试验其他性能要求的前提下，精确、高效地模拟真实海上浮式风机经历的塔影效应和偏航误差，并能完整地监测浮式风机各种工作状态下的塔筒载荷。

摘要： 本发明公开一种风力发电设备、塔筒及抑制塔筒塔影效应的方法，所述塔筒设有贯通其周壁内外的抽吸通孔，所述抽吸通孔沿所述塔筒的周向分布；所述塔筒还设有抽吸设备，所述抽吸设备能够对所述抽吸通孔进行自外向内的抽吸。该塔筒和方法，在迎风面的抽吸通孔得到抽吸时，能够削弱或消除塔影效应的不利影响，延长变桨轴承寿命，减少噪音，提高风能利用系数。而当绕流脱体方位的抽吸通孔得以抽吸时，还可以抑制涡激振动；而且，抽吸时可以根据实际情况随时进行抽吸力度调整，具有更高的灵活性；抽吸的气流在向内部排放时，还可以起到换热冷却、封堵外界雨水沙尘等进入导流罩或轮毂的作用。

摘要： 为弥补现有风电系统的技术缺陷，本发明提供一种风电系统的风剪塔影脉动的抑制方法，通过转矩补偿控制有效的减小了脉动幅值；本发明对风剪塔影信号的提取，创造性的用实际的风场风剪塔影信号来代替理论公式推导的信号，排除了由于地形和干扰等因素对信号的影响。有效抑制了风剪塔影效应所导致的双馈风电机组的转矩与功率脉动。有益的技术效果：本发明可以显著的抑制由风剪塔影效应带来的转矩和功率脉动，且由于由风剪塔影效应造成的电磁转矩和功率脉动量显著减小，可以有效的保护机械部分，延长其使用寿命，最大限度的保证其可靠运行，提高了向电网传输的电能质量。

摘要： 本发明提供了一种基于正态分布误差修正的测风数据塔影效应分析方法，通过塔影效应分析图，识别出受塔影影响显著扇区和非显著扇区，对于受塔影效应影响显著扇区，直接取上风向风速仪的实测值，塔影效应非显著扇区的偏差服从正态分布，经过计算得到偏差序列的均值和标准差，然后取置信区间范围内的偏差为有效偏差，并将对应时段的初始两套实测风速取均值作为塔影效应修正值；对于置信区间外的偏差视为偶然误差，在塔影效应修正时则取对应时段两套实测风速中的较大值。本发明解决了风资源评估中过于经验化的塔影效应修正误差，为更高精度地评估风电场风能资源提供有效依据。

摘要： 本发明公开了属于风力发电技术领域的一种计及风切变和塔影效应的风轮等效风速计算方法。包括以下步骤，步骤1：建立风切变效应计算模型；步骤2：建立塔影效应计算模型；步骤3：根据步骤1和步骤2的模型建立风切变和塔影效应联合计算模型；步骤4：基于等效功率原则，综合考虑风切变、塔影效应及风电机组运行特性，构建计及风切变和塔影效应的基于等效功率的风轮等效风速数学模型，并计算风轮瞬时等效风速和风轮平均等效风速。本发明提出的方法涵盖了实际功率控制偏差引起的功率损失，能够有效地反映不同功率控制阶段、实际控制效果下风轮等效风速的变化规律，更符合风电机组实际运行特性。

摘要： 一种具有风剪切和塔影效应的真实风况风力发电模拟装置，包括模拟器控制系统和机电随动系统，所述模拟器控制系统包括软件系统和硬件系统，所述模拟器控制硬件系统包括工控机、数据采集卡。所述模拟器控制软件系统包括风速生成模型、风机尖速比估计模型、风机桨距角控制模型、风能利用系数模型、风剪切及塔影效应补偿模型、风力发电机传动链模型、感应发电机模型，所述机电随动系统包括可编程控制器、直流母线电源模块、变频驱动单元、变频发电单元、驱动电机、负载电机、转速转矩仪、试验台架。本发明用于实验室环境下风力发电过程的模拟和风力发电控制策略的研究应用。

摘要： 本发明公开了一种模拟塔影效应和偏航误差的浮式风机塔筒缩比模型，涉及浮式风机缩比模型试验领域，包括塔底六分力计、塔底连接组件、锥形塔筒组件、偏航调整组件和塔顶六分力计；塔底六分力计的下端面固定安装在浮式平台上，塔底六分力计的上端面与塔底连接组件的下部固定连接，塔底连接组件的上部与锥形塔筒组件的下端部固定连接，锥形塔筒组件的上端部与偏航调整组件的下部固定连接，偏航调整组件的上部与塔顶六分力计的下端部固定连接；通过本发明的实施，可以在不影响缩比模型水池试验其他性能要求的前提下，精确、高效地模拟真实海上浮式风机经历的塔影效应和偏航误差，并能完整地监测浮式风机各种工作状态下的塔筒载荷。

摘要： 本发明公开一种风力发电设备、塔筒及抑制塔筒塔影效应的方法，所述塔筒设有贯通其周壁内外的抽吸通孔，所述抽吸通孔沿所述塔筒的周向分布；所述塔筒还设有抽吸设备，所述抽吸设备能够对所述抽吸通孔进行自外向内的抽吸。该塔筒和方法，在迎风面的抽吸通孔得到抽吸时，能够削弱或消除塔影效应的不利影响，延长变桨轴承寿命，减少噪音，提高风能利用系数。而当绕流脱体方位的抽吸通孔得以抽吸时，还可以抑制涡激振动；而且，抽吸时可以根据实际情况随时进行抽吸力度调整，具有更高的灵活性；抽吸的气流在向内部排放时，还可以起到换热冷却、封堵外界雨水沙尘等进入导流罩或轮毂的作用。