风力发电机自循环蒸发内冷系统稳定性的研究
风力发电系统的可靠性与稳定性分析
风力发电系统的可靠性与稳定性分析随着环境保护意识的增强和对传统能源的需求减少，风力发电系统作为一种清洁、可再生的能源形式逐渐受到关注。
然而，由于受到自然环境的影响，风力发电系统在可靠性与稳定性方面面临着一系列的挑战。
本文将重点分析风力发电系统的可靠性与稳定性，并提出一些解决方案。
一、可靠性分析风力发电系统的可靠性是指系统在一定时间内正常运行的能力。
可靠性分析是在不同的工况和环境条件下评估风力发电系统的性能和故障情况，以确定系统的可靠性水平。
主要有以下几个方面的内容需要考虑。
1. 设备可靠性分析风力发电系统的设备包括风力发电机、风轮、传动装置、发电机组等。
针对每个设备，需要评估其故障率、平均修复时间以及维修周期等指标，通过故障树分析、可靠性块图等方法，确定各设备之间的关系和故障概率，以评估整个系统的可靠性。
2. 气象条件分析风力发电系统的运行受到气象条件的影响，如风速、温度、气压等改变都会对系统的运行产生影响。
因此，根据历史气象数据和实时监测数据，对气象条件进行分析，以预测可能的故障情况和系统的可靠性水平。
3. 停机监测与维修计划风力发电系统的停机会对系统的可靠性产生较大影响。
因此，建立停机监测系统，及时发现系统故障并制定合理的维修计划是提高系统可靠性的关键。
通过对设备的定期巡检和故障预测，可以减少计划外的停机时间，提高系统的可靠性。
二、稳定性分析风力发电系统的稳定性是指系统在不同工况下的运行状态。
稳定性分析是评估系统在风速不断变化以及其他外界条件变化下的动态响应能力。
主要包括以下几个方面。
1. 风场分析风力发电系统的工作状态与风场的状况息息相关。
因此，通过对风场的分析，包括风速、风向、风能等参数的测量与监测，对风力发电系统的稳定性进行评估。
合理选择优质的风能资源，对系统的稳定性有着至关重要的影响。
2. 直流与交流系统的匹配将风能转化为电能的过程中，需要将直流发电转化为交流电，并进行配电与传输。
因此，对直流与交流系统进行匹配分析，确保系统运行的稳定性。
风力发电系统稳定性研究与分析 倪洪亮
风力发电系统稳定性研究与分析倪洪亮发表时间：2019-03-27T10:47:47.213Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：倪洪亮[导读] 摘要：本文对风力发电系统的稳定性能进行了研究。
（辽宁大唐国际新能源有限公司辽宁省沈阳 110166）摘要：本文对风力发电系统的稳定性能进行了研究。
首先，分析了影响风力发电系统的因素，并构建了风力发电系统模型，对各个重要的部件进行说明;然后，采用混合动力发电机系统，通过一个整流器和一个DC/DC转换器与DC总线连接，提高系统的鲁棒性，并通过注入电流验证控制方案的合理性;最后，采用仿真模型进行验证，通过判断零极点分布图和奈奎斯特图对系统进行稳定性分析，证明了该控制方法能够使系统稳定运行。
关键词：风力发电系统；稳定性；研究1风力发电系统的特点由于风速具有随机性、波动性和间歇性等特点会导致风电机组输出功率的波动性变大，同时风力发电系统的结构特点和元件的可靠性也决定了风力发电系统的输出功率。
1.1风机输出功率影响因素分析风机由于其能量转换原理限制，其输出功率主要受季节气候和风速的影响。
1)季节与时间的影响中国“三北”地区风资源较为丰富。
一般来说，一年中春季和冬季风资源较丰富，夏季风资源较贫乏;在一天中来说，白天风资源较贫乏，而夜晚风资源较丰富。
2)风速大小的影响风电机组的运行状态和输出功率都与风速息息相关。
图1给出了风电机组输出功率与风速的曲线。
从图中可以看出，曲线分为4段:当风速小于切入风速时，风机输出功率几乎为0;当风速处于切入风速和额定风速区域内时，风机输出功率与风速近似为线性关系;当风速位于额定风速和切除风速区域内时，风机输出功率为额定功率;当风速大于切除风速时，风机输出功率为0。
因此，将风力发电系统状态按照风资源的充裕度进行划分:资源停运、资源限制减额运行和全额运行状态。
图1风电机组输出功率曲线1.2系统结构特点分析实际风电场中采用辐射状的连接方式，通过电缆将风力发电机组依次连接起来，并汇集到变压器，如图2所示。
风力发电系统并网稳定性分析与控制
风力发电系统并网稳定性分析与控制近年来，随着能源危机的加剧和环境保护意识的增强，可再生能源逐渐成为人们关注的焦点。
其中，风能作为一种绿色、清洁的能源源泉，被广泛应用于发电领域。
然而，风力发电系统的并网稳定性一直是制约其发展的重要问题之一。
本文将围绕风力发电系统的并网稳定性展开论述，并探讨其控制方法。
一、风力发电系统的并网稳定性分析1. 风能资源的不稳定性与风力发电系统的并网问题风能作为一种自然资源，具有不稳定性的特点。
风力发电系统的并网稳定性不仅受到外部环境因素（如风速、气象条件等）的影响，还与内部组件（如风机、发电机、变流器等）的性能和控制策略密切相关。
因此，要保证风力发电系统的并网稳定性，需要对其系统结构和工作原理进行深入的分析。
2. 风力发电系统的结构与工作原理风力发电系统主要由风机、发电机、变流器、控制器、电力网等组成。
风机通过转动叶片将风能转化为机械能，经由发电机转化为电能，再通过变流器将直流电转化为交流电，并与电力网进行连接。
这样的系统结构使得风力发电系统具备了一定的灵活性和可调度性，但也给其并网稳定性带来了挑战。
3. 并网稳定性分析的指标与方法并网稳定性指的是风力发电系统在与电力网连接过程中，能够保持电力输出的稳定性和可靠性。
常用的并网稳定性指标包括电压稳定性、频率稳定性和功率稳定性等。
而并网稳定性分析的方法主要包括仿真模拟、实验研究和现场监测等。
通过对这些指标和方法的综合应用，可以有效地评估和提升风力发电系统的并网稳定性。
二、风力发电系统并网稳定性的控制策略1. 运行模式选择与控制策略设计在风力发电系统并网过程中，运行模式的选择对并网稳定性具有重要影响。
常见的运行模式包括直接并网模式、并网型储能模式和独立运行模式等。
针对不同的运行模式，需要设计相应的控制策略，以保证系统的稳定运行。
2. 风机与发电机的控制策略风机和发电机是风力发电系统的核心组件，其控制策略对系统的并网稳定性具有重要影响。
风力发电机组稳定性分析与优化研究
风力发电机组稳定性分析与优化研究第一章引言随着能源需求的增加和环保意识的提高，可再生能源的发展趋势愈加显著。
风能是一种广泛使用的可再生能源，由于其环保、可再生、稳定等特点，逐渐成为能源行业的重要组成部分。
风力发电机作为风力发电的核心设备，其稳定性对发电系统的运行和发电效率起着重要作用。
因此，对风力发电机组的稳定性进行深入研究，具有重要的现实意义和发展前景。
第二章风力发电机工作原理风力发电机是通过将风能转化为机械能输出，再通过传动装置将机械能转化为电能输出。
风力发电机主要由叶轮、主轴、传动器、功率转换器和控制器等组成。
当风通过叶片时，叶片会受到风压力的作用，因而发生转动，通过传动器将机械能传递给发电机组，发电机组将机械能转化为电能输出，电能可以被直接使用或者储存。
第三章风力发电机组稳定性问题风力发电机的稳定性主要包括机械振动稳定性和电力系统稳定性两个方面。
机械振动稳定性是指风力机在风场中的叶轮振动、机架振动、塔筒振动、传动装置振动和发电机装置振动等，如产生共振等不稳定现象，会影响风力机的正常运行和使用寿命。
电力系统稳定性是指发电系统的电压和频率等电学参数的稳定性，如在风场中发生电力系统故障，会影响电力输出，对电网系统也会造成影响。
第四章风力发电机组稳定性分析风力发电机组稳定性分析主要包括静态分析和动态分析两个方面。
静态分析是指对风力发电机组的结构稳定性以及机械性能进行分析和评估，主要涉及到叶片结构、机架结构、传动装置以及发电机组等的设计。
动态分析是指对风力发电机组的动力学特性以及电力系统特性进行分析和评估，主要涉及到风场特性、机械振动特性以及电力输出特性等。
第五章风力发电机组稳定性优化研究风力发电机组稳定性优化研究主要包括结构优化、控制优化以及电力系统优化三个方面。
结构优化是指通过优化叶片结构、机架结构、传动装置以及发电机组等的设计，提高风力发电机组的稳定性和使用寿命。
控制优化是指通过改变风电场下的电机控制方式，使风力发电机组的转速和功率输出更加平稳和稳定。
风力发电系统的平稳性分析与控制
风力发电系统的平稳性分析与控制风力发电作为一种清洁能源技术，具有广泛的应用前景。
然而，由于风速的变化性质，风力发电系统在实际应用中存在着平稳性方面的挑战。
本文将针对风力发电系统的平稳性进行分析，并探讨相应的控制策略，以提高系统的可靠性和效率。
首先，风力发电系统的平稳性主要涉及风速的变化对系统输出功率的影响。
风速的突然变化可能导致系统输出功率的剧烈波动，并且频繁的波动对电网的稳定性产生不利影响。
因此，为了保证风力发电系统的平稳性，需要对风速进行准确的预测和监测，并且采取相应的控制手段进行调节。
其次，在风力发电系统的控制策略中，最常见的方法是采用变桨控制技术。
变桨控制技术通过改变风机叶片的桨距，调整叶片与风向之间的角度，以适应不同风速下的输出需求。
当风速发生变化时，系统可以及时调整叶片的角度，以维持输出功率的稳定。
此外，在变桨控制的基础上，还可以加入电机励磁控制、无功功率调节等辅助控制手段，提高系统的稳定性和灵活性。
机械部分也对风力发电系统的平稳性起着重要的作用。
风力发电机组的机械结构要足够坚固，通过减小机械振动、减少噪音等手段，确保系统在风速变化下的运行稳定。
此外，对于大型风力发电机组来说，还需要考虑机组之间的耦合效应，通过合理的布局和设计，降低相互干扰对系统平稳性的影响。
在控制系统中，应用先进的控制算法对风力发电系统进行调节也是提高平稳性的重要手段。
例如，模糊PID控制、自适应控制等算法可以根据实时风速和系统反馈信号，动态调整控制参数，实现系统输出功率的稳定调节。
此外，利用现代控制理论和计算机技术，可以建立系统的数学模型并进行仿真分析，以验证控制策略的有效性，并对系统性能进行优化。
另外，对于风力发电系统的平稳性评估也是重要的研究方向。
通过综合考虑风机、传动系统、电气系统的特性，结合系统的性能指标，如功率曲线、波动性等，对系统的平稳性进行定量评估。
例如，可以利用频域分析、小波分析等方法，对风速和输出功率之间的关系进行深入研究，揭示系统平稳性的内在机理，为控制策略的优化提供理论基础。
风力发电系统稳定性研究与分析
风力发电系统稳定性研究与分析摘要：现如今，科学技术不断地创新和实践，人们对风力发电的需求逐渐增加，其应用也越来越广泛，经过几千年的发展，已经改变了传统的发电模式，风力发电已成为一种最好的模式。
但是相应的风力发电技术也应该同步提高，以提供更好的技术支持，在我国已经具备风力发电的环境，随着技术的不断发展，我国的风力发电得到了快速发展，逐渐推动者世界的发展。
关键词：风力发电；系统稳定性；研究；分析引言近年来，风力发电系统已得到广泛应用。
但由于受到风向、风速及一些外界不稳定因素的影响，风力发电系统存在发电不稳定、设备寿命缩减等缺点，极大地影响了电能质量。
1风力发电技术的基本发电原理风力发电主要把风能转化为机械能为基础发电的，而后在将转化而来的机械能变成电力动能。
在实际工作过程中，风力将风车扇叶带动旋转，旋转的过程中利用增速机加快扇叶的旋转速度，从而有效的促使发电机进行发电。
而在风力发电过程中所使用的设备装置统一称为风力发电机组，而此发电机组又可以细致划分为风轮、发电机和塔架三个部分。
其中把风能转化为机械能最主要依靠的就是风轮装置，主要由两片或两片以上的螺旋桨形状的桨叶构成。
当桨叶受到风的作用时，在桨叶上产生气动力来促使风轮的转动。
为了确保风轮在工作过程中始终对准风向以获得最大的功率，在实际使用的过程中需要在风轮后安装一个类似于风向标的尾舵。
风力发电机的塔架就是一个支撑整个风轮、尾舵和发电机的构架。
在设置铁塔的高度时，需要对实际环境中地面障碍物对风速的影响情况和扇叶实际直径的大小进行综合考量，以确保设置塔架的高度符合风力发电机实际工作的要求。
发电机最主要的作用就是在风轮受到风的作用而产生恒定转速之后，再由升速机将其传递给发电机匀速运转，最终由发电机将机械能转变为电能。
一般小型的风力发电系统都具有较高的发电效率，但是这类发电机不仅只是由一个发电机头构成，是一个具备一定科技水平的系统，系统内包括发电机和变流器。
风力发电系统的控制与稳定性研究
风力发电系统的控制与稳定性研究随着世界对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式正变得越来越重要。
然而，风力发电系统的控制与稳定性是影响其发电效果和可靠性的关键因素之一。
本文将就风力发电系统的控制策略和稳定性研究进行探讨。
一、风力发电系统的控制策略风力发电系统主要由风轮、发电机组、控制器和电网之间的互连电缆组成。
控制策略是指对整个系统进行监测、控制和调节的方法。
常见的控制策略有以下几种：1. 风速控制策略：这种策略基于测量到的风速信号来调节发电机组的输出功率。
当风速较小时，通过调节叶片角度提高输出功率；当风速较大时，通过调节叶片角度降低输出功率，以避免过载运行。
2. 功率控制策略：这种策略主要是为了维持风力发电机组的输出功率稳定，以适应电网需求。
通过监测电网的电压和频率，并与设定的目标进行比较，调整发电机组的输出功率。
3. 转速控制策略：这种策略是为了保持风轮的最佳转速。
通过监测风轮的转速并与设定的目标进行比较，调整发电机组的负载，以保持在风轮的最佳运行状态。
4. 倾角控制策略：这种策略是为了避免发电机组在强风或风向突变时受到损坏。
通过监测风向并与设定的目标进行比较，调整风轮的倾角，以使其能够面对最大风能。
二、风力发电系统的稳定性研究风力发电系统的稳定性研究是为了确保系统在各种工作条件下的可靠性和安全性。
下面将介绍几个与稳定性相关的研究内容：1. 风能预测：风能的预测是风力发电系统稳定运行的关键。
通过采集和分析风速、风向、气象等数据，利用统计学和气象学的方法来预测未来的风能变化，从而优化风力发电系统的调节策略。
2. 电网调节：由于风力发电系统的输出功率受风速的影响较大，因此需要与电网进行紧密的协调。
电网调节方面的研究包括电压和频率的控制、电网功率的平衡等，以确保风力发电系统能够稳定地接入电网。
3. 失能保护：由于风力发电系统在恶劣环境下容易受到损坏，因此需要进行失能保护的研究。
风力发电机组并网的系统稳定性分析研究的开题报告
风力发电机组并网的系统稳定性分析研究的开题报告一、选题的背景和意义随着环境保护意识的提高，可再生能源逐渐成为一种重要的能源来源。
而风力能作为其中的一种，由于其具有适应性强、无污染、使用寿命长等特点，成为了越来越多国家和地区的重点发展项目。
在风力发电系统中，风力发电机组并网是一种重要的发电方式。
将多个风力发电机组并联并网可以提高系统的发电能力，具有广阔的应用前景。
但是，风力发电机组并网也存在一定的问题，如并网稳定性差、发电量波动等。
在风能资源充足的情况下，多个风力发电机组并联并网，如何保持系统的稳定性，是一个值得探讨的问题。
因此，对于风力发电机组并网的系统稳定性进行研究，有助于指导风力发电系统的建设和改进，并提高其并网效率、稳定性和经济性。
二、研究目标和研究内容研究目标：分析风力发电机组并网的系统稳定性，并提出相应的优化策略，以提高其并网效率、稳定性和经济性。
研究内容：1. 风力发电机组并网的概念和原理。
2. 风力发电机组并网的电力系统模型建立。
3. 风力发电机组并网的系统稳定性分析。
4. 风力发电机组并网的优化策略研究。
5. 仿真验证与结果分析。
三、研究方法本次研究主要采用以下研究方法：1. 文献综述法：通过对相关的文献资料进行梳理与分析，了解风力发电机组并网的现有研究状况及存在的问题，为本研究提供理论与实践参考。
2. 系统分析法：分析风力发电机组并网电力系统的工作原理与影响系统稳定性的因素，建立系统模型，进行稳定性分析。
3. 优化策略研究法：针对系统稳定性存在的问题，提出相应的优化策略，如控制策略、协调控制策略等，以提高并网效率和稳定性。
4. 仿真验证法：基于MATLAB/Simulink软件，对系统模型进行仿真验证，分析仿真结果，验证所提优化策略的有效性。
四、预期成果通过本次研究，预期达到以下成果：1. 确定风力发电机组并网系统的稳定性分析方法，建立系统模型。
2. 分析风力发电机组并网系统的存在问题及原因，提出相应的优化策略。
风电机组运行稳定性研究 刘洋
风电机组运行稳定性研究刘洋摘要：在风电机组运行的过程中，风电机组的整体性和稳定性起着非常重要的作用，不容忽视，要想保证风电机组运行过程中的安全，就必须要对风电机组的质量进行管理，确保风电机组的稳定性。
这就需要各方面的共同努力，作为风电机组制造行业，要有统一的制造标准和体系建设，确保设备的稳定性，制造出质量上乘的风电机组，国家也应该在运行管理、规划建设、并网监测等相关的方面制定出各种安全的标准，才能够使得风电行业有着更为安全稳定的发展。
关键词：风力发电；机组运行；稳定性；应对措施引言风电机组是我国重要的新能源之一，近几年来，为了响应国家环境保护的号召，我国的风电市场的发展连续大幅度增长，而且对风电有着更高的要求，近期的发展已经从数量转变成了质量，目前，国家对于风电机组并没有统一的规范标准和建设，所以，在不同的风电制造企业，对风电机组的要求和标准都有所不同，特别是在风电机组运行和操作过程中，有的操作人员不够专业、经验不丰富，而且管理制度不太完善，因此，在风电机组运作时，其稳定性和安全性难以保证，每年都会有此类的安全事故发生，后果不堪设想。
1风力发电机组分类风力发电机组的类别划分，主要的依据是不同的风力发电机组其自身特点以及相应的应用效果。
结合不同的风力发电机组，其应用的地域差异，将其主要分为陆上风力发电和海上风力发电两种类型，其中，海上风力发电属于近几年较为流行并发展较快的机组类别，也是目前主要的发展趋势。
结合不同发电机其自身容量的大小，将其分为大型风力发电机组和中型风力发电机组，其中大型发电机组主要应用于海上发电，效果较为突出，也成为目前研发发电机组的重点对象。
结合不同的风力发电机组的类型，将其分为直驱型风力发电机组和双馈型风力发电机组，其中直驱型风力发电机组没有齿轮增速箱，其电机通常使用的是同步发电机，而双馈型风力发电机组设有齿轮增速箱，其电机通常使用的是异步发电机。
结合不同的风力发电机组桨距的特性，将其分为变桨距风力发电机组和定桨距风力发电机组，其中变桨距风力发电机组的自身结构较为复杂，控制方式也存在较大的复杂性，不过其在利用过程中，对风能的利用效率更高，并且能够对输出功率实现全面优化，是风电控制的重要发展方向。
风能发电系统的稳定性分析与控制
风能发电系统的稳定性分析与控制引言：随着人类对清洁能源的需求不断增加，风能作为一种可再生能源备受关注。
风能发电系统的稳定性是保证系统长期高效运行的关键因素。
本文将对风能发电系统的稳定性进行分析，并讨论稳定性控制的方法。
一、风能发电系统的稳定性分析：1. 风能发电系统的基本原理：风能发电系统是通过转换风能为机械能，再通过电机将机械能转化为电能。
系统的稳定性对于电压和频率的控制至关重要。
2. 外部影响因素：风能发电系统受到多种外部因素的影响，如风速的变化、温度的变化等。
这些因素会对系统稳定性产生影响。
3. 内部影响因素：内部影响因素主要包括风轮转动的惯性、发电机的特性等。
这些因素也会对系统的稳定性产生影响。
4. 功率曲线与稳定性：风能发电系统的功率曲线描述了系统在不同风速下的发电能力。
通过对功率曲线的分析，可以判断系统的稳定性。
如果系统的功率曲线随着风速的变化平滑，系统稳定性较好。
5. 频率响应与振荡：频率响应是指系统对外部频率变化的响应能力。
如果系统的频率响应不稳定，会导致电压和频率波动，影响系统的正常运行。
二、风能发电系统稳定性控制：1. 响应速度的控制：提高风能发电系统的响应速度可以提高系统的稳定性。
可以通过优化控制算法、提高控制设备的响应速度来实现。
2. 预测控制：通过对外部因素的预测，可以减小系统的波动。
可以利用气象数据等信息进行预测，并据此调整系统运行参数。
3. 调整发电机参数：发电机的参数调整可以改变系统的动态特性，并提高稳定性。
对于不同的运行条件，可以通过调整发电机的参数来提高系统的稳定性。
4. 多级控制策略：采用多级控制策略可以提高风能发电系统的稳定性。
通过将系统的控制分为多个层次，并对每个层次进行独立控制，可以提高整个系统的稳定性。
5. 并网控制：风能发电系统通常与电网相连，通过并网控制可以提高系统的稳定性。
通过对电网电压和频率进行监测，并根据监测结果调整系统运行参数，可以保持系统的稳定。
风能发电保护控制装置的电力系统稳定性与优化控制技术
风能发电保护控制装置的电力系统稳定性与优化控制技术摘要：风能发电系统是当前可再生能源领域的热门研究领域，其可持续、清洁的特点使其在全球范围内受到广泛关注。
然而，由于风能发电系统的不稳定性和不可预测性，使其在实际应用中面临诸多挑战。
本文旨在研究风能发电保护控制装置的电力系统稳定性与优化控制技术，以提高风能发电系统的性能和可靠性。
1. 引言风能发电是一种利用风能将其转化为电能的技术。
与传统能源相比，风能发电具有环境友好、可再生、不产生二氧化碳等优点，因此被广泛认可和推广。
然而，由于风速和风向的变化，风能发电系统的电力系统稳定性是一个关键问题。
保护控制装置的电力系统稳定性与优化控制技术的研究对于提高风能发电系统的可靠性和性能至关重要。
2. 风能发电保护控制装置风能发电保护控制装置是风能发电系统中的重要组成部分。
其主要功能是监测和保护风力发电机组，防止由于各种故障和异常情况引起的风能发电机组的损坏。
保护控制装置能够实时监测风能发电机组的状态，对异常情况做出及时响应，确保风能发电系统稳定运行。
3. 电力系统稳定性问题风能发电系统的不稳定性是一个长期存在的问题。
由于风速和风向的变化，风能发电机组的输出功率存在波动，并且与传统发电系统相比，风能发电系统的动态响应速度较慢。
此外，在大规模风能发电系统中，由于风能发电机组之间的耦合效应，会引起系统频率的波动。
这些因素都对风能发电系统的电力系统稳定性产生负面影响。
4. 优化控制技术对电力系统稳定性的影响优化控制技术被广泛应用于提高风能发电系统的电力系统稳定性。
通过对风能发电机组进行控制和调节，可以减少风能发电系统的波动性，提高系统稳定性和可靠性。
优化控制技术主要包括模型预测控制、自适应控制和最优控制等方法。
这些方法可以根据不同的工况和外部环境变化，调整风能发电机组的输出功率以及与电网的交互方式，进而改善电力系统的稳定性。
5. 电力系统优化技术为了优化风能发电系统的电力系统稳定性，还需要考虑如何最大限度地利用风能资源，提高风能发电的效率。
风力发电系统稳定性研究与分析
电力系统2019.3 电力系统装备丨93Electric System2019年第3期2019 No.3电力系统装备Electric Power System Equipment 1 我国风力发电行业发展的机会以及优势现阶段全球风力发电行业处于一个高速发展的时期，并且专利申请以及新增风力发电机组都保持着较快的发展速度。
由于能源危机越来越严重，每个国家政府都开始积极研究新能源政策，因此能够看出风力发电产业的发展前景是比较可观的。
要是这一行业保持较高的发展速度，就会获得较大的商机。
通过对各个国家风力发电行业发展情况进行分析能够看出，如今大多数国家都较重视风力发电行业的发展。
因此风力发电行业要想获得更加显著的发展，需要得到政府部门的支持。
2 风力发电系统运行控制和稳定性分析2.1 系统运行和系统控制由于风的方向以及风速大小不同，风力发电系统性能稳定性较差，会影响到系统的正常运行。
因为风速是不断变化的，因此需要根据风力发电机组的运行方式，来将风力发电机组的输出功率进行展示，如图1所示。
其中V a 指的是切入风速，V b 指的是额定风速，V c 指的是切除风速。
因为各地区的控制措施有所不同，因此选择风力发电机组的时候，使用的是混合动力系统调节措施。
1.1启动阶段最大风能恒功率阶段V aV b v /(m/s)V c0.90.7输出功率P /k W 0.50.30.1图1 风力发电机组输出功率示意图发电机混合动力系统有着比较多的拓扑结构。
风力涡轮机的固定桨距和MPMSG 有着直接的联系，主要就是把整流器和一个DC/DC 转换器来连接DC 总线。
PMSG 允许无齿轮耦合至涡轮机所以系统的鲁棒性以及效率也会显著提升，其中光伏发电子系统也和直流母线进行联系。
总线电压主要是电池组施加，可变备选载荷使用静态逆变器馈电。
风力发电子系统有着叶片涡轮俯仰变速拓扑功能，所以能够看出风力发电的电力对应的效率也需要输入到DC 总线里面。
风能发电系统的稳定性分析与控制
风能发电系统的稳定性分析与控制随着能源消费量逐年增加，石油、煤炭等传统能源资源越来越稀缺，环保问题也日益突出。
因此，风能、太阳能等新能源得到了越来越广泛的关注和应用。
其中，风能发电系统作为一种完全可再生的新型能源，具有非常广阔的应用前景，已经成为一种可以替代传统能源的新型发电方式。
但是，由于风能发电的过程存在一些不确定性，因此，如何保证风能发电系统的稳定性成为了一个急需解决的问题。
一、风能发电系统风能发电是指通过使用风能，将其转化为机械能，进而通过发电机转化为电能供应给国家电网，从而实现发电的过程。
其中，最常用的风能发电手段是通过利用风轮机工作原理产生机械能，进而转化为电能供应给国家电网。
风轮机主要由四个部分构成，即叶片、机架、齿轮箱和发电机组。
其中，叶片是风能转化为机械能的主要部件，机架是将叶片支撑在空气中的部件，齿轮箱将叶轮的旋转通过转速放大器传向发电机组，发电机组将旋转的机械能转化为电能，供应给国家电网。
一般来说，风能发电系统可以分为无功控制和有功控制两种。
无功控制主要是通过控制切入和切出风机的风速来保持电压的稳定，从而防止电压过高或过低，保障电网的稳定性。
有功控制则是通过控制风机的切片角度和发电机的转速来调节风能的利用率，以达到稳定发电的目的。
二、稳定性分析在实际的风能发电过程中，存在一些不稳定因素，这就需要进行稳定性分析，保证风能发电系统的稳定。
稳定性分析主要包括两个方面，即机械部件的稳定性分析和电气部分的稳定性分析。
1. 机械部件的稳定性分析机械部件的稳定性分析是指通过对风能发电系统内部各个部件的运动状态进行监测，并对其性能进行评估，从而判断风能发电系统内部的机械部件是否稳定。
风轮机的转速是机械部件的重要指标之一，直接影响系统输出功率。
在不同工况下，给定的转速应该保证既能满足功率需求，又能确保风轮机的安全性和稳定性。
2. 电气部分的稳定性分析电气部分的稳定性分析主要是为了保证电网的安全稳定运行。
风力发电机组的安全稳定性研究
风力发电机组的安全稳定性研究一、引言随着能源危机的加剧，可再生能源逐渐成为关注的焦点，其中风能的利用前景十分广阔。
作为风能发电的核心设备，风力发电机组的安全稳定性研究显得至关重要。
本文将探讨风力发电机组的安全稳定性研究现状及后续的改进和措施。
二、风力发电机组的安全问题（一）风险评估的不足风力发电机组的运行环境及设备本身所存在的各类风险应当在装机前进行全面的评估，但目前国内外在风电行业的风险评估方面还存在不足，无法准确识别风电过程中的危险因素，导致风险评估不科学、不合理。
针对这一问题，国内已经开始探索建立完备的风险评估体系，以实现风电设备的全面评估。
（二）电气系统的安全隐患风力发电机组的电气系统存在着诸多安全隐患，主要表现在：电气设备的非标准化、材料的劣质化、接地系统的不完备及电缆的绝缘老化等方面。
因此，应加强风电电气设备的设计和制作标准，确保电气系统的安全。
（三）叶片损坏叶片是风力发电机组非常核心的组件，但叶片的损坏一直是一个非常严重的问题。
在风力发电机组运行过程中，叶片的受力情况复杂多变，风叶材料的质量也直接影响到叶片的寿命和性能。
为了确保叶片长期运行，应加强风叶材料的研究和开发，提高材料的强度和耐温性。
三、风力发电机组的稳定性问题（一）风能量的不稳定性风力发电机组所需的风能量在不同时间和不同地点均存在较大的波动，风资源的不稳定性对风力发电系统的稳定性造成了很大的影响。
因此，需要在风力发电装置的选址、设计以及运行管理时充分考虑风能的不稳定因素，以便于在装置的运行中对风能的波动进行及时调整和处理。
（二）发电系统的失效风力发电机组的稳定性不仅取决于发电装置的机械结构是否稳定，还取决于发电系统的性能能否满足要求。
在发电系统的设计和制作过程中，需要对整个系统的工作状态进行全面评估，确保电气系统的可靠性和稳定性。
（三）控制系统的失控风力发电机组的控制系统是实现风力发电自动控制的关键，但在实际使用中也存在一些问题，如控制系统的扰动、噪声干扰和监视系统的失效等。
风电场电力系统稳定性分析
风电场电力系统稳定性分析随着全球环境保护意识的加强，新能源逐渐成为人们追求的方向。
其中，风能作为一种具有环保、可再生、资源丰富的清洁能源，在无污染、低碳排放、可替代化石燃料等方面拥有得天独厚的优势。
众所周知，风电场是将风能转化为电能的发电装置，随着其发展和普及，其电力系统稳定性也成为人们关注的问题之一。
本文将对风电场电力系统稳定性问题展开探讨，并提出相应的解决方法。
一、风电场电力系统稳定性问题的研究意义随着风电场在全球范围内的广泛应用，其电力系统的稳定性已成为在实际应用中亟待解决的问题。
一旦风电场的电力系统稳定性出现问题，不仅会影响其正常发电，还会对电网的运行造成不良影响，引起电能质量问题，甚至会损害公共安全。
因此，深入研究风电场电力系统的稳定性问题，具有极其重要的现实意义和应用价值。
二、风电场电力系统的稳定性分析风电场电力系统的稳定性包括静态稳定性和动态稳定性两个方面。
1.静态稳定性分析静态稳定性是指在电力系统短路、故障或稳态切换等突发情况下，风电机组的动态响应性能，也即是风电场电力系统瞬态稳定性的表现。
其中直接反映了风电场电力系统交流电压的公共短时变化情况。
静态稳定性分析包括功角稳定性和电压稳定性。
（1）功角稳定性功角稳定性是指风电场电功率系统在电网运行时通过增大负荷或仿真瞬态励磁实现系统进入稳态的对称性质量的一种要求。
这里最主要的问题是当系统中出现突然短路的时候，若不在很短时间内进行功角稳定性控制，则可能导致系统的不稳定，产生短暂性过电压。
（2）电压稳定性电压稳定性是指在风电场和电网连接的时候，风电场能够对电网交流电压的变化进行控制和调节控制的技术方案。
其中，电网电压的下调、电网停电和电网的短路等意外因素都会影响到风电场的电力系统，因此需要通过合理的控制策略来保证其稳定性。
2.动态稳定性分析动态稳定性是指在电力系统运行过程中，风电场电力系统的资源可持续性及系统深度的保证情况。
动态稳定性分析包括电磁暂态和频率暂态。
风力发电系统的稳定性与可靠性分析
风力发电系统的稳定性与可靠性分析随着可再生能源的广泛应用和发展，风力发电系统被认为是一种可持续且环境友好的能源选择。
然而，为了确保风力发电系统的高效运行，必须对其稳定性和可靠性进行深入分析。
稳定性是指风力发电系统在各种工况下的运行平稳性和可控性。
风力资源的特殊性质导致风力发电系统的稳定性面临着一些挑战。
首先，风速的突然变化可能引发系统的不稳定性，因为风速的波动会影响到风机的转速。
其次，强风和风向的变化可能导致发电机过载，从而影响系统的稳定性。
此外，不同的风场环境也可能对风力发电系统的稳定性产生影响。
为了解决这些问题，风力发电系统必须配备适当的控制系统，以应对不同的风场工况，并确保系统的稳定性。
可靠性是指风力发电系统在一段时间内维持其功能并达到预期目标的概率。
可靠性分析对于评估风力发电系统的性能和可靠性至关重要。
风力系统可靠性的关键因素包括风机的设计和制造质量、运行维护的可靠性以及备件和维修能力。
其中，风机的设计和制造质量是确保风力发电系统可靠性的基础。
合理的风机设计可以减少系统中的故障点，提高系统的可靠性。
此外，风力发电设备的运行维护也对其可靠性起到至关重要的作用。
定期的维护和检修能够及时发现潜在故障，并采取必要措施解决问题。
另外，备件的可靠供应和维修能力的提高也对风力发电系统的可靠性具有重要影响。
为评估风力发电系统的稳定性和可靠性，可以采用故障模式和影响分析（FMEA）和可靠性块图（RBD）等方法。
故障模式和影响分析通过识别系统的故障模式和分析其对系统性能的影响来评估系统的可靠性。
可靠性块图方法通过将系统划分为不同的功能模块，并分析不同模块之间的相互作用，从而评估系统的可靠性。
这些方法可以帮助工程师识别系统的薄弱环节，并提供改进建议。
除了使用分析方法外，风力发电系统的稳定性和可靠性还需要依赖于先进的监控和控制技术。
实时监测风速、风向和其他环境条件，并根据监测结果调整风机的控制参数，有助于提高系统的稳定性并降低失效风险。
风力发电系统及稳定性剖析
风力发电系统及稳定性2.1风力发电概述风能是当今社会中最具竞争力，最有发展前景的一种可再生能源，将风能应用于发电（即风力发电）则是目前能源供应中发挥重要作用的一项新技术。
研究风力发电技术对我国大型风力发电机组国产化及推动我国风力发电事业的不断发展有着重要意义。
与火力发电相比，风力发电有其自己的特点，具体表现在一下几个方面：1）：可再生的洁净资源。
风力发电是一种可再生的洁净能源，不消耗资源，不污染环境，这是风力发电所无法比拟的优点。
2）：建设周期短。
一个万千瓦级的风力发电场建设期不到一年。
3）：装机规模灵活。
可根据资金情况决定一次装机规模，有一台的资金就可安装投产一台。
4）：可靠性高。
把现代科技应用于风力发电机组可使风力发电可靠性大大提高。
中大型风力发电机可靠性从20世纪80年代的50%提高到98%，高于火力发电，并且机组寿命可达20年。
5）造价低。
从国外建成的风力发电场看，单位千瓦造价和单位千瓦时电价都低于火力发电，和常规能源发电相比具有竞争力。
6）运行维护简单。
现在中大型风力机自动化水平很高，由于采用了微机技术，实现了风机自诊断功能，安全保护更加完善，并且实现了单机独立控制，多级群控和遥控，完全可以无人值守，只需定期进行必要的维护，不存在火力发电中的大修问题。
7）实际占地面积小。
据统计，机组与监控，变电等建筑仅占火电场1%的土地，其余场地仍可供农，牧，渔使用。
8）发电方式多样化。
风力发电既可并网运行，也可与其他能源，如柴油发电，太阳能发电，水力发电机组成互补系统，还可以独立运行，对于解决边远无电地区的用电问题提供了现实可行性。
2.11 国外风电发展现状20世纪70年代石油危机发生以来，西方发达国家积极地寻求新的能源，风力发电应运而生。
风电在国外发达国家相当普及，尤其是德国，西班牙，美国等国家，风电所占的比重很大。
2011年全球新增装机容量超过4000万kw，累计装机容量超过2.37亿kw。
据2012年世界风电报告，2011年全球风电累计装机容量排名前十位的国家如图2-1所示，2011年各国风电累计装机容量占比2-2所示。
风力发电系统的安全稳定性分析
风力发电系统的安全稳定性分析随着社会的不断发展，环保意识不断提高，新能源技术也逐渐受到人们的关注和重视。
其中，风力发电作为一种可再生的清洁能源，受到了越来越多的关注和研究。
然而，与其他能源相比，风能的稳定性和安全性仍然是一个问题。
在这篇文章中，我们将探讨风力发电系统的安全稳定性分析，以及如何提高其可靠性和安全性。
一、风力发电系统的组成为了更好地理解风力发电系统的安全稳定性，首先我们要了解风力发电系统的组成。
风力发电系统通常由风机、传动系统、电力转换系统和电力传输系统四个部分组成。
其中，风机是风力发电系统的核心，主要负责将风能转化为机械能，并通过传动系统将机械能传递给发电机。
发电机将机械能转化为电能，然后通过电力转换系统和电力传输系统将电能传递给用户。
二、风力发电系统的安全稳定性分析1、风力发电系统的稳定性风力发电系统的稳定性是指在不同的风速下，系统能否保持正常运行。
在风速较低的情况下，风机的输出电力较低，当风速过高时，风机的输出电力也会降低。
因此，需要控制风机的转速，以保证风机的输出电力稳定。
此外，还需要对传动系统和变电所进行稳定性分析，以保证系统的安全稳定运行。
2、风力发电系统的安全性风力发电系统的安全性是指系统在运行过程中，能否保证运营人员和周围环境的安全。
在风力发电系统的设计和构建过程中，需要充分考虑人员安全因素。
例如，在结构设计中，应采用耐风能力较强的叶片和塔筒，以减少因极端天气造成的危险。
此外，还需要加强对风机、传动系统和变电站等关键组件的监测和维护，以及合理配置安全设备，例如风机安全防护罩、传动系统断路器、高温报警装置等。
三、如何提高风力发电系统的可靠性和安全性1、优化系统设计合理的系统设计对于提高风力发电系统的可靠性和安全性至关重要。
在设计过程中，需要充分考虑地形、气象、土壤等环境因素，并采用合理的材料和结构设计，以减轻自然灾害和外力的影响。
此外，应加强对关键部件的监测和维护，及时发现问题并进行修复和更新。
风力发电机组运行稳定性探究
风力发电机组运行稳定性探究发表时间：2018-08-21T14:33:11.173Z 来源：《电力设备》2018年第13期作者：邹小洪[导读] 摘要：随着我国社会经济的快速发展，对于电力的需求也在不断增大。
（广西兴安风电有限公司广西兴安 541300）摘要：随着我国社会经济的快速发展，对于电力的需求也在不断增大。
在节能减排的要求下，我国风电事业快速发展，已经成为世界上风电规模最大的国家。
但是由于风力发电机组在运行过程中的稳定性很容易受到外界因素影响，为此必须针对风力发电机组的稳定性进行探究，提高风力发电机组的运行效率，促进我国风力发电事业更上一层楼。
关键词：风力发电机组；稳定性；运行效率；定期维护引言：伴随着我国社会经济的快速发展，对于电力资源的依赖程度不断加深。
但是由于火力发电要消耗大量的能源资源，必须加大清洁能源的开发。
风力发电不仅投入较小，而且不会对自然环境产生影响，是最理想的电力来源。
但是由于风力发电机组自身不稳定性，很容易影响整个发电机组的运行效率。
本文针对风力发电不稳定性进行分析，提高风机的运行效率，保证风力发电机组稳定运行。
一、影响风力发电机组稳定运行的主要因素（一）风力发电机组定期维护通过针对风力发电机组进行定期维护，能够提高风力发电机组的稳定性。
在定期维护的过程中，必须严格根据风力发电机组厂家的要求，针对电气和机械元件进行日常检查。
及时发现控制元件等存在的问题，降低设备发生故障的隐患，提升风力发电机组稳定运行的水平。
在风力发电机组定期维护的过程中，必须要严格按照生产厂家编写的标准进行维护，并且要针对不同的风力发电机型的工作特征进行不同的检查，这样才能保证风力发电机组定期维护的质量效果。
具体来说，在风机定期检查中要针对以下几个方面进行检查：首先要检查风机螺旋栓力矩。
如果风机在运行过程中发生振动，很容易导致连接部位的螺栓发生震动，造成螺栓松动。
螺栓松动之后会导致风力发电机组运转产生受力不均的问题，严重的情况下会引发安全故障，为此必须要定期检查螺栓力矩。
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图3
风力发电机自循环蒸发内冷系统静态分岔曲线
Fig. 3. Static bifurcation diagram of natural circulation inner evaporative cooling system in wind turbine.
2 风力发电机蒸发内冷系统建模
2.1 风力发电机蒸发内冷系统工作原理
与水轮发电机的立式冷却系统、 汽轮发电机的 水平冷却系统不同, 风力发电机的冷却系统与水平 方向成 3 —5 的倾斜角. 因为在风力发电机组运 行过程中, 当风轮叶片旋转至支撑塔筒前方时, 由 于风力的作用, 叶片会向塔筒弯曲, 假如叶片与塔 筒之间的距离过小, 就会造成刮蹭, 损坏叶片, 这种 现象称为 “塔筒效应”. 为了避免 “ 塔筒效应”, 将机 舱设计成水平上仰 3◦ —5◦ 角, 如图 1 所示. 由于这 个小倾斜角的存在, 为汽化介质提供了相对畅通的 上升通道, 不易出现水平管路中的严重分层现象, 从而使得实现自循环成为可能.
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系统驱动力; Fresis (m, Q) 为系统阻力. 1) 系统驱动力 当系统运行时, 冷却介质在空心导体中被加热 至饱和温度, 从而汽化产生气体在蒸发点之后形成 气液两相混合物. 由于液态介质的密度大于气液两 相混合介质的密度, 因此在重力的作用下形成了系 统的驱动力, 驱动系统实现自循环. 系统驱动力的 计算式如下 [2,12] : Fdrive (m, Q) = ρin g (H + L sin θ) − ρ ¯l gLl sin θ −ρ ¯tpr gH − ρ ¯tp gLth sin θ, (2)
∗ 国家自然科学基金 (批准号: 51177157) 资助的课题. † 通信作者. E-mail: wanghf@
将其分为静态不
稳定和动态流动不稳定; 1985 年, Ramos 等 [4] 指出 了静态分岔现象; 王建军等 [5] 在试验中观测到了低 干度条件下的自然循环流量飘移现象; Knaani 和 Zvirin [6] 得到了系统的多静态解; 姚伟等 [7] 基于非 线性动力学理论对两相自然循环系统的不稳定现 象进行了理论和试验探索; 匡波等 [8] 研究了高干度
物 理 学 报 Acta Phys. Sin.
Vol. 65, No. 3 (2016) 030501
风力发电机自循环蒸发内冷系统稳定性的研究∗
王海峰 1)† 李旺 1) 顾国彪 1) 沈俊 2)
100190) 100190) 300072)
滕启治 3)
1) (中国科学院电工研究所, 北京 2) (中国科学院理化技术研究所, 北京
030501-2
物 理 学 报 Acta Phys. Sin.
Vol. 65, No. 3 (2016) 030501
式中, θ 为空心导体与水平方向的夹角; H 为冷凝 器高度; L 为空心导体的总长度; Ll 为空心导体中 单相段的长度, Ll = m(Hsat − Hin ) L/Q, Lth 为两 相段长度且有 L = Lth + Ll ; Hin 为介质在入口温 度下的实际焓; Hsat 为介质在出口温度下的饱和液 相焓。 2) 系统阻力 系统循环回路中的阻力包括: 回液管中单相流 动阻力; 空心导体中单相段的单相流动阻力、 两相 段的两相流动阻力; 集气管中的两相流动阻力; 加 速压降. 系统自循环回路阻力计算公式如下 [2,12] : Fresis (m, Q)
图 3 中, C 点和 D 点为分岔点, 对应的热负荷 分别为 Q2 和 Q1 . 在这两点上, 当系统热负荷 Q 有 一微小的变化时, 解的拓扑结构 (平衡解个数和 位置) 将发生改变. 在 Q < Q1 和 Q > Q2 负荷区 间内, 系统存在惟一的平衡解, 存在于曲线的 AB 和 EF 段上, 此时系统的动力和阻力曲线只有一 个交点. 而在 Q1 < Q < Q2 区间内, 系统存在多 个平衡解. 参考 Ledinegg 稳定性判别准则 [8] , 在 Q1 < Q < Q2 区间内, BC 和 DE 段上解稳定, CD 段上则为亚稳态 (过渡状态). 给定一个 Q, 系统 有可能运行于 BC 段或 DE 段上, 而具体在哪种状 态下运行则取决于它的历史运行状况和外部扰动 情况. 但值得注意的是, BC 段和 DE 段的稳定是有 条件的, 小扰动下系统的流量能够恢复原始状态, 保持稳定运行, 当扰动足够大时, 流量将发生突变. 假设初始时刻系统运行在 BC 段上, 此时系统的流 量维持在一个较高的水平. 假设外部突然产生一个 扰动, 使得系统流量从 BC 段下降到 CD 段, 则系统 不能自行返回 BC 段的运行状态, 而是流量继续陡 降到 DE 段的低质量流量状态, 反之亦然. 系统这 种流量跃变的现象称为热虹吸流量突变不稳定性. 因此, 我们定义 BC 与 CD 和 DE 与 CD 的距离为系 统的稳定裕度, 用以表征系统的稳定程度. 系统在 BC 上运行时, 质量流量 m 随 Q 的增大 而增大, 系统散热能力随之增强, 但稳定裕度不断 降低. 而当系统运行到 C 点时, 系统的稳定裕度变
[11,12] [9,10]
却介质, 冷却介质吸收热量, 温度逐渐地升高. 当 冷却介质的温度上升到介质所处位置的压力所对 应的饱和温度时发生相变汽化, 利用较高的潜热带 走热量. 冷却介质主流发生相变的点称为蒸发起始 点, 蒸发起始点之前介质为液相, 之后介质为气液 两相. 由于介质在液相时的密度大于气液两相, 在 重力的作用下密度差形成了流动压头, 流动压头能 够克服循环回路中的阻力, 从而维持系统循环. 空 心导体中的气液两相混合物进入到冷凝器中, 被二 次冷却的冷却水冷凝成液态, 回流到回液管中, 又 开始下一次的循环.
图1
直驱式风力发电机结构示意图
Fig. 1. Direct-driven wind power generator.
风力发电机蒸发内冷系统与水平面成一个小 倾斜角度 θ 布置, 如图 2 所示, 整个冷却系统由冷凝 器、 回液管、 空心铜导体和集气管等部件组成. 系 统的工作原理: 当风力发电机负载运行时, 定子绕 组中流过电流, 产生铜损耗发热. 定子绕组由空心 和实心铜导线按一定比例组成, 空心导体内灌满冷
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及其数值延拓法, 采用均
, 深入研究了风力发电机自循环蒸发
内冷系统的静态稳定性, 获得了该系统的两相自然 循环静态分岔图, 分析了系统演化特性, 同时分析 了系统分岔现象的参数效应. 搭建了实验平台, 通 过实验验证了小倾角自然循环系统的静态分岔现 象. 本文的研究工作可为风力发电机蒸发内冷系统 的优化设计和安全运行提供理论基础.
Ձྟ ᓎ ࠀߕ ᬷඡኮ ڀኮ བྷ᠇ᕳҫᣒ ᨷʹ θ L H
◦◦图2源自风力发电机倾斜自循环蒸发内冷系统结构示意图
Fig. 2. Structure of natural circulation inner evaporative cooling system in wind turbine.
2.2
3) (天津大学环境科学与工程学院, 天津
( 2015 年 8 月 17 日收到; 2015 年 11 月 17 日收到修改稿 )
自循环蒸发内冷系统的冷却效率高, 可以实现无泵自循环, 运行安全可靠, 基本免维护, 因此适合在大型 风力发电机中使用. 蒸发内冷系统的稳定性对风力发电机的安全运行十分重要, 本文基于非线性分岔理论及 其数值延拓法, 对自循环蒸发内冷系统应用于风力发电机的的静态稳定性进行了深入研究. 获得了系统静态 分岔解图, 分析了系统演化特性, 同时分析了系统分岔现象的参数效应. 搭建了实验平台, 通过实验观测到了 自循环蒸发内冷系统的静态分岔现象, 验证了理论计算的正确性.
小倾角自循环蒸发内冷系统建模
当系统处于平衡状态时, 介质在流动通道的各
个截面的质量流量均相等, 将其记为 m, 单位 kg/s. 在自然循环系统中, 质量流量 m 并不是独立变量 (这一点与强迫循环系统不同), 必须通过系统动阻 力平衡方程组的求解来给出. 系统动阻力平衡方程
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组如下 [12] : F (m, Q) = Fdrive (m, Q) − Fresis (m, Q) = 0, (1) 式中, Q 为导体的热负荷, 单位 W; Fdrive (m, Q) 为
¯ 式中, f 为回液管内介质的流动摩擦系数; f l ¯ 为空心导体单相段内介质的流动摩擦系数; ftp 为 空心导体两相段内介质的流动摩擦系数; ftpr 为集 气管内介质的流动摩擦系数; ρl 为介质的液相密度; ρg 为介质的气相密度; D 为空心铜导体的水力直 径; A 为空心截面面积, 且 A = π(D/2)2 . xe 为出 口含气率 (干度), 其计算式为 Hsat − Hin Q − , xe = mRout Q 统出口空泡率 α 与干度 xe 的关系为 ρl xe α= . ρl xe + ρg (1 − xe) (4)
2 2 ¯ ¯ 2f 2f m2 2f tp m lm = ( H + L sin θ ) + L + Lth l DA2 ρin DA2 ρ ¯l DA2 ρ ¯tp ) ( 2 ¯ m2 1 1 2f tpr m H+ 2 − xe, (3) + DA2 ρ ¯tpr A ρg ρl
4.43 mm, 入口欠热度度为 15 K, 倾斜角 θ = 5◦ , 以 系统质量流量 m 为状态变量, 加热负荷 Q 为分岔参 数, 采用非线性数值延拓法, 计算出系统的分岔图 解, 如图 3 所示.
关键词: 风力发电, 蒸发冷却, 自然循环, 稳定性 PACS: 05.10.–a, 05.45.–a, 05.45.Pq DOI: 10.7498/aps.65.030501