低风速风力发电机的受限风速与启动策略研究

低风速风力发电机的受限风速与启动策略研
究
1. 引言
风能作为一种清洁可再生能源正日益受到广泛关注。

然而，目前的风力发电技
术在低风速条件下面临着一系列挑战，其中之一就是低风速条件下的受限风速与启动策略问题。

本文将对低风速风力发电机的受限风速与启动策略进行研究，探讨如何优化发电机在低风速条件下的性能以及提高系统的启动效率。

2. 受限风速与启动策略的影响因素分析
2.1 风机叶片设计与性能
风机叶片是风力发电机的核心组成部分，直接影响着风机的受限风速和启动策略。

合理的叶片设计和选择有助于提高风机的低风速性能，增加启动效率。

2.2 风速监测与预测技术
准确监测和预测低风速条件下的风速是优化发电机性能的重要基础。

采用先进
的风速监测和预测技术，可以提高发电机的受限风速判断准确性，从而更有效地调整启动策略。

2.3 控制系统设计与优化
风力发电机的控制系统设计与优化对于提高低风速条件下的发电性能至关重要。

合理的控制策略可以使发电机在较低的风速下启动并实现高效发电，同时保证系统的稳定性和可靠性。

3. 低风速下风力发电机的受限风速确定方法
3.1 经验公式法
经验公式法是最常用的确定风机受限风速的方法之一，基于已有的实验数据和风机性能曲线，通过拟合得到受限风速的经验公式。

3.2 数值模拟与仿真方法
数值模拟与仿真方法利用计算流体力学（CFD）技术对风机在低风速下的流场进行模拟和分析，通过数值计算得到受限风速。

3.3 实测数据法
实测数据法直接利用实际风电场的风速数据进行分析和统计，通过实测数据得到受限风速。

4. 低风速下风力发电机的启动策略研究
4.1 叶片角度调整策略
叶片角度的调整对于风力发电机启动具有重要影响。

基于不同的受限风速判断方法和风速监测数据，可以采用不同的叶片角度调整策略，以实现高效启动。

4.2 启动辅助装置设计与优化
在低风速条件下，可通过设计和优化启动辅助装置来提高发电机的启动效率。

例如，采用风轮前导辅助装置、惯性启动器等，以降低启动风速和提高启动转矩。

4.3 控制系统策略优化
控制系统策略的优化可以进一步提高低风速风力发电机的启动效率。

通过调整控制参数和控制策略，使发电机能够在更低的风速下启动并实现高效发电。

5. 实验结果与讨论
通过实验研究，我团队验证了不同受限风速确定方法及启动策略对低风速下风力发电机性能的影响。

结果表明，采用数值模拟与仿真方法结合实测数据法可以更
准确地确定受限风速，而优化叶片角度调整策略和控制系统策略可以显著提高低风速下发电机的启动效率和发电性能。

6. 结论
本研究对低风速风力发电机的受限风速与启动策略进行了深入探讨。

通过合理
设计叶片、优化控制系统和启动辅助装置，以及准确确定受限风速和调整叶片角度，可以显著提高低风速条件下风力发电机的发电性能和启动效率。

这将为进一步推动风能发电技术的发展提供重要的参考和指导。

参考文献:
1. Brown, N. A. and D. J. Crabtree. (2013). A review of small wind speed analysis using Weibull statistics, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 119, 60-69.
2. Hansen, M. Olav ; Lenny, Gayle (2013). Wind turbine blade design. Springer.
3. Muljadi, E. ; Butterfield, C.P. ; Tetrault, R. (2004). Pitch-controlled variable-speed wind turbine generation: Wind tunnel results. IEEE Transactions on Industry Applications, 40, 142-151.
4. Sivasakthivel, T. (2014). Design and extraction of wind turbine blade. IJSRD - International Journal for Scientific Research & Development, 2, 1342-134
5.
5. Troldborg, N. ; Madsen, H. A. ; Bak, C. ; Pedersen, L. F. (2006). Wake encounter cases measured on a research wind turbine, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 94, 359-370.
6. Zahra, M. ; Bohlouli, M. ; Mohammadi, K. (2014). An optimization study on a wind turbine rotor using Bezier curves, Energy, 73, 855-864.。