水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩模型優(yōu)化研究

張 琳, 劉旭東, 常佳飛, 艾 超, 陳立娟, 陳文婷

(1.燕山大學(xué) 河北省重型機(jī)械流體動(dòng)力傳輸與控制實(shí)驗(yàn)室, 河北 秦皇島 066004;2.南京工程學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院, 江蘇 南京 211167)

引言

風(fēng)能因其儲(chǔ)量豐富、綠色環(huán)保等特點(diǎn)已成為全球新能源領(lǐng)域的重點(diǎn)發(fā)展對(duì)象[1-2]。風(fēng)力機(jī)是風(fēng)電機(jī)組捕獲風(fēng)能,實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵部件。不考慮偏航、調(diào)槳等人為可調(diào)因素對(duì)風(fēng)力機(jī)的影響,風(fēng)力機(jī)葉片的材質(zhì)成為了建立風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩模型和對(duì)機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電控制性能評(píng)估的關(guān)鍵。同時(shí)自然風(fēng)的隨機(jī)性使風(fēng)力機(jī)葉片的氣動(dòng)載荷復(fù)雜且多變,故獲取風(fēng)力機(jī)的輸出特性規(guī)律和氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩的精準(zhǔn)模型對(duì)提升風(fēng)力機(jī)性能和控制機(jī)組發(fā)電至關(guān)重要。

風(fēng)電機(jī)組的控制性能提升受風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性和模型精度的制約,而風(fēng)力機(jī)的葉片材質(zhì)、結(jié)構(gòu)參數(shù)均會(huì)對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性造成影響。現(xiàn)階段對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性的研究主要集中在其材質(zhì)和結(jié)構(gòu)特性等方面。OZDAMAR G等[3]研究了風(fēng)力機(jī)葉片材料對(duì)風(fēng)力機(jī)效率的影響。張嘉奇等[4]研究了材質(zhì)對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片繞流流場(chǎng)的影響。鄭玉巧等[5]揭示了葉片不同鋪層材料單層厚度對(duì)模態(tài)頻率的影響規(guī)律。馮博琳等[6]分析了不同風(fēng)速下葉片表面壓力、葉片應(yīng)力分布及形變之間的關(guān)系。ROUL R等[7]探究了槳距角對(duì)水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)特性和結(jié)構(gòu)特性的影響。TIAN K等[8]對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片上的氣動(dòng)載荷分布進(jìn)行了數(shù)值模擬,并計(jì)算了葉片應(yīng)力。包道日娜等[9]基于水平軸可變偏心距風(fēng)力機(jī),分析了不同工況下可變偏心距風(fēng)力機(jī)輸出特性的變化規(guī)律。劉東等[10]分析了5 kW傘形風(fēng)力機(jī)風(fēng)輪收縮角對(duì)風(fēng)力機(jī)尾流及功率輸出特性的影響。郭少真等[11]以NACA0012翼型葉片為例,探究了徑長比對(duì)最大輸出功率的影響。方玉財(cái)?shù)萚12]分析了葉片非振動(dòng)與施加彎矩后風(fēng)輪輸出特性變化。上述研究成果對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計(jì)優(yōu)化和性能評(píng)估均有重要意義。而現(xiàn)有研究中對(duì)風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩模型研究較少,常見的水平軸風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩模型在研究時(shí)存在無法完全考慮各因素影響、依賴葉片效率因子等參數(shù)化方法、試驗(yàn)數(shù)據(jù)具有不確定性以及模型建立與驗(yàn)證僅單一依賴仿真或試驗(yàn)數(shù)據(jù)等問題[13-15],且其模型準(zhǔn)確性和修正過程鮮有研究。

因此,亟需從風(fēng)電機(jī)組控制性能提升出發(fā),研究風(fēng)力機(jī)的材質(zhì)對(duì)輸出特性的影響,并通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與模擬仿真相結(jié)合,揭示風(fēng)力機(jī)輸出特性規(guī)律,優(yōu)化風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩模型的構(gòu)建過程,實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩模型的精準(zhǔn)建模,進(jìn)而為風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)發(fā)電控制提供精準(zhǔn)的控制指令。

1 風(fēng)力機(jī)模型的建立

1.1 風(fēng)力機(jī)三維模型預(yù)處理

本研究根據(jù)青島某風(fēng)電企業(yè)所提供的AH-30 kW變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片三維模型進(jìn)行研究,其參數(shù)如表1所示。

表1 風(fēng)力機(jī)葉片參數(shù)Tab.1 Wind turbine blade parameters

為了提高網(wǎng)格劃分質(zhì)量和仿真計(jì)算的收斂精度,對(duì)葉片邊緣較薄的地方進(jìn)行優(yōu)化。同時(shí)輪轂部分不作為重點(diǎn)分析對(duì)象,對(duì)其也進(jìn)行優(yōu)化處理。優(yōu)化前后的模型如圖1所示。

圖1 風(fēng)力機(jī)三維模型

1.2 風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立

本研究選用風(fēng)力機(jī)的簡化模型,假設(shè)葉片表現(xiàn)為翼型且為剛性葉片,其氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩和捕獲的風(fēng)功率數(shù)學(xué)模型可表示為[16]：

(1)

(2)

式中,Tw—— 風(fēng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩

ωw—— 風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速

Pw—— 捕獲的風(fēng)功率

Cp—— 風(fēng)能利用系數(shù)

ρ—— 空氣密度

R—— 葉片半徑

β—— 葉片槳距角

λ—— 葉尖速比系數(shù)

v—— 有效風(fēng)速

α—— 風(fēng)力機(jī)修正系數(shù)

風(fēng)能利用系數(shù)Cp(λ,β)表示為[17-18]：

(3)

(4)

其中,系數(shù)C1=0.5176,C2=116,C3=0.4,C4=5,C5=21,C6=0.0068。

葉尖速比λ可表示為：

(5)

1.3 風(fēng)力機(jī)流場(chǎng)模型的建立

為了更好的研究風(fēng)力機(jī)的葉片材質(zhì)對(duì)機(jī)組運(yùn)行特性及氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸出特性的影響,通過ANSYS有限元分析軟件對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行流固耦合分析。由于風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)時(shí)周圍流場(chǎng)范圍無窮大,但在仿真時(shí)無法模擬無窮大的流場(chǎng),因此對(duì)其周圍的流場(chǎng)范圍進(jìn)行劃定。考慮到葉片旋轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)葉片周圍的氣流產(chǎn)生作用,因此將葉片外的流域劃分為兩部分,即內(nèi)流域和外流域。內(nèi)流域?yàn)閳A柱形的旋轉(zhuǎn)域,其內(nèi)部挖掉風(fēng)力機(jī)外形的型腔,在風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)過程中隨著風(fēng)機(jī)葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)而同軸旋轉(zhuǎn),與風(fēng)力機(jī)保持相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)。外流域?yàn)閳A柱形的靜止域,其包裹在旋轉(zhuǎn)域外面,在內(nèi)流域旋轉(zhuǎn)時(shí)保持靜止。其流域如圖2所示。

圖2 風(fēng)場(chǎng)流域劃分圖

利用ANSYS Workbench中的Mesh模塊對(duì)流體域網(wǎng)格進(jìn)行劃分,因流體計(jì)算對(duì)網(wǎng)格的劃分要求較高,因此需要對(duì)流體域中較為復(fù)雜的部分進(jìn)行局部網(wǎng)格加密,其中流體網(wǎng)格劃分如圖3所示。劃分后網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)為531009,網(wǎng)格單元為2915626,選取網(wǎng)格度量標(biāo)準(zhǔn)為單元質(zhì)量,網(wǎng)格單元質(zhì)量最小值達(dá)到了0.2且平均值達(dá)到了0.8,滿足質(zhì)量要求,且在后續(xù)進(jìn)行仿真初始化時(shí)收斂公差達(dá)到了10-6,滿足網(wǎng)格品質(zhì)基本需求。

圖3 流體域網(wǎng)格劃分圖

對(duì)風(fēng)力機(jī)流固耦合的邊界條件設(shè)置如圖4所示,設(shè)定內(nèi)流域隨風(fēng)輪一起旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)速度為實(shí)際風(fēng)輪轉(zhuǎn)速,外流域?yàn)轱L(fēng)輪所處的外界環(huán)境,設(shè)置其為靜止,入口邊界類型為速度邊界,其大小設(shè)置為實(shí)際風(fēng)速,出口邊界為壓力邊界,相對(duì)值設(shè)為0,葉片邊界設(shè)置為壁面,且與內(nèi)流域同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

圖4 邊界條件設(shè)置模型圖

1.4 網(wǎng)格無關(guān)性分析

采用加密邊界層和未加密邊界層兩種網(wǎng)格數(shù)量控制方法劃分網(wǎng)格,分析加密邊界層對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,加密前后的扇葉力矩如圖5所示。對(duì)比發(fā)現(xiàn),加密邊界層控制網(wǎng)格數(shù)量的方法對(duì)數(shù)值模擬結(jié)果的精度有著略微的提升,即加密邊界層能使數(shù)值模擬結(jié)果的計(jì)算精度提高。

圖5 網(wǎng)格加密前后扇葉力矩圖

對(duì)流體域劃分不同數(shù)量的網(wǎng)格進(jìn)行數(shù)值模擬,將計(jì)算的力矩值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比可知,當(dāng)流體域的網(wǎng)格數(shù)量達(dá)到291萬后,對(duì)力矩的計(jì)算結(jié)果沒有太大影響,因此可以認(rèn)定流體域劃分的網(wǎng)格數(shù)量達(dá)到291萬時(shí)滿足網(wǎng)格無關(guān)性要求。

2 風(fēng)力機(jī)葉片材質(zhì)影響分析

利用Fluent對(duì)風(fēng)力機(jī)載荷進(jìn)行分析,其過程為穩(wěn)態(tài)過程,重力加速度選擇Y軸方向-9.8 m/s2,湍流模型選擇SST湍流模型,求解器選擇SIMPLE算法,殘差設(shè)定為10-3,迭代步數(shù)設(shè)置為1500,同時(shí)設(shè)定入口速度為風(fēng)力機(jī)額定風(fēng)速12 m/s,設(shè)定內(nèi)流域?yàn)閰⒖枷颠\(yùn)動(dòng),風(fēng)力機(jī)額定轉(zhuǎn)速設(shè)為105 r/min,設(shè)置完成后對(duì)其進(jìn)行求解計(jì)算。

為了研究風(fēng)力機(jī)葉片材質(zhì)對(duì)風(fēng)力機(jī)運(yùn)行特性的影響,考慮所研究對(duì)象實(shí)際材料為單一材質(zhì),因此不對(duì)多材料鋪層復(fù)合材質(zhì)進(jìn)行研究。重點(diǎn)關(guān)注典型材質(zhì)風(fēng)力機(jī)葉片在額定工況下應(yīng)力及變形情況,3種典型材料具體參數(shù)如表2所示,求解結(jié)果如圖6～圖8所示,為了使結(jié)果更容易觀察分析,對(duì)風(fēng)力機(jī)形變的效果進(jìn)行了2倍放大,同時(shí)將各材料的相關(guān)結(jié)果參數(shù)匯總于表3。

圖6 碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)果圖

圖7 玻璃鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料結(jié)果圖

圖8 環(huán)氧玻璃鋼結(jié)果圖

表2 常用葉片材料參數(shù)表[19-21]Tab.2 Table of commonly used blade material parameters

表3 常用葉片材料結(jié)果表Tab.3 Table of results for commonly used leaf materials

由圖6～圖8及表3結(jié)果可知,3種材料葉片所受應(yīng)力大致相同,在形變方面,葉片上的變形主要集中在葉片尖端部分,且3種材料在額定工況下的形變程度相差較大,但整體形變量較小,故風(fēng)機(jī)受材質(zhì)不同而產(chǎn)生的形變,對(duì)風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)矩模型和機(jī)組控制影響可忽略不計(jì)。

3 風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩輸出特性分析

利用Fluent對(duì)風(fēng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析,其過程為瞬態(tài)過程,重力加速度選擇Y軸方向-9.8 m/s2,湍流模型選擇SST湍流模型,求解器選擇PISO算法,殘差設(shè)定為10-3,時(shí)間步長選取0.1,時(shí)長數(shù)量選取1200,最大迭代步數(shù)設(shè)置為200。

3.1 實(shí)測(cè)風(fēng)速下風(fēng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩分析

為進(jìn)行風(fēng)力機(jī)輸出特性分析,選定材質(zhì)為環(huán)氧玻璃鋼的風(fēng)力機(jī)葉片,根據(jù)合作廠商提供的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行設(shè)定。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),選取不同時(shí)間段的兩組數(shù)據(jù),每組數(shù)據(jù)選取120 s,由于受設(shè)備限制,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采樣周期為10 s,采樣頻率較低,因此根據(jù)采樣數(shù)據(jù)的特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行多項(xiàng)式擬合,以便于仿真計(jì)算求解。

對(duì)第1組和第2組數(shù)據(jù)的風(fēng)速和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行曲線擬合,此處根據(jù)數(shù)據(jù)的分布選取五項(xiàng)式進(jìn)行擬合,擬合公式如式(6)所示,擬合參數(shù)如表4和表5所示。

y=Intercept+B1t+B2t2+B3t3+B4t4+B5t5+B6t6

(6)

表4 工況1中風(fēng)速風(fēng)輪轉(zhuǎn)速擬合參數(shù)表Tab.4 Table of fitting parameters of wind speed and wind wheel speed in working condition 1

表5 工況2中風(fēng)速風(fēng)輪轉(zhuǎn)速擬合參數(shù)表Tab.5 Table of fitting parameters of wind speed and wind wheel speed in working condition 2

其擬合后曲線如圖9、圖10所示。

圖9 工況1擬合曲線

圖10 工況2擬合曲線

將上述兩組擬合公式分別在Fluent中編寫成各自的wind和rotor表達(dá)式,并設(shè)置風(fēng)速的邊界條件為wind,設(shè)置內(nèi)流域?yàn)榫W(wǎng)格運(yùn)動(dòng),旋轉(zhuǎn)速度為rotor,并進(jìn)行初始化,基于已完成的求解器設(shè)置,對(duì)模型進(jìn)行計(jì)算。

同時(shí)為了進(jìn)一步驗(yàn)證仿真計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,考慮到實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)無法采集風(fēng)輪的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率,因此間接根據(jù)風(fēng)力機(jī)發(fā)電的功率與風(fēng)輪轉(zhuǎn)速比值的變化趨勢(shì)反向驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性,具體對(duì)比如圖11、圖12所示。

圖11 工況1風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出曲線

圖12 工況2風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出曲線

通過兩組工況下的輸出曲線結(jié)果可知,利用Fluent仿真所計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)風(fēng)力機(jī)發(fā)電的功率與風(fēng)輪轉(zhuǎn)速比值變化趨勢(shì)基本一致。但是風(fēng)力機(jī)與發(fā)電機(jī)之間能量傳輸過程存在傳動(dòng)效率、儲(chǔ)能部分能量儲(chǔ)放導(dǎo)致的能量損失及反向驗(yàn)證方法計(jì)算不夠準(zhǔn)確等,因此誤差在所難免。而工況2中誤差較大的原因在于此時(shí)間段內(nèi)儲(chǔ)能環(huán)節(jié)處于工作狀態(tài)且曲線擬合存在誤差較大等。

通過兩個(gè)工況的轉(zhuǎn)矩輸出結(jié)果進(jìn)一步分析可知,風(fēng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩在受自然風(fēng)影響發(fā)生大幅度波動(dòng)的同時(shí),其也存在一定的抖顫,這與風(fēng)力機(jī)自身的結(jié)構(gòu)和機(jī)組部分參數(shù)時(shí)變相關(guān),因此,在對(duì)風(fēng)力機(jī)輸出的能量進(jìn)行控制利用時(shí),不僅要充分考慮外界擾動(dòng)的影響,也需要關(guān)注機(jī)組內(nèi)部存在的擾動(dòng)。

3.2 風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型修正

根據(jù)建立的風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型,式(2)中的風(fēng)力機(jī)修正系數(shù)受風(fēng)電機(jī)組的額定功率影響,故需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正。本研究根據(jù)實(shí)際風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速下所仿真得到的輸出轉(zhuǎn)矩對(duì)所建立的風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行修正。

將兩組工況下所擬合的風(fēng)速曲線和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速曲線輸入到所建立的式(2)中,并先設(shè)置風(fēng)力機(jī)修正系數(shù)為1,利用該數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到兩組工況的風(fēng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩,將其與Fluent仿真出的風(fēng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩進(jìn)行對(duì)比如圖13、圖14所示。

圖13 工況1風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出對(duì)比曲線

圖14 工況2風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出對(duì)比曲線

通過圖13、圖14可知,根據(jù)風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型計(jì)算的輸出轉(zhuǎn)矩與Fluent仿真中的輸出轉(zhuǎn)矩變化趨勢(shì)一致,再次驗(yàn)證利用Fluent仿真計(jì)算結(jié)果的可靠性。而5 s之前由于Fluent軟件仿真時(shí),風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速初始化后存在響應(yīng)過程,因此可以忽略不計(jì)。對(duì)兩組工況去掉前5 s的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算,并取所有數(shù)據(jù)的平均值可得風(fēng)力機(jī)修正系數(shù)α=1.455。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證風(fēng)力機(jī)修正系數(shù)的準(zhǔn)確度,另選一組風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速,并根據(jù)數(shù)據(jù)分布特點(diǎn)選取八項(xiàng)式對(duì)其進(jìn)行擬合,其擬合公式如式(7),擬合參數(shù)如表6。

表6 工況3中風(fēng)速風(fēng)輪轉(zhuǎn)速擬合參數(shù)表Tab.6 Table of fitting parameters of wind speed and wind wheel speed in working condition three

y=Intercept+B1t+B2t2+B3t3+B4t4+B5t5+B6t6+B7t7+B8t8

(7)

其擬合后曲線如圖15所示。將風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速擬合公式分別設(shè)置為邊界條件,對(duì)其進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)將兩組擬合曲線代入到修正后的風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型中,得到修正后風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型的輸出轉(zhuǎn)矩曲線,其對(duì)比如圖16所示。

圖15 工況3擬合曲線

圖16 工況3風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出對(duì)比曲線

根據(jù)上述曲線可知,修正后的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)數(shù)學(xué)模型與Fluent仿真中的輸出轉(zhuǎn)矩較為吻合,通過計(jì)算可知其誤差為5.60%,修正后的模型在誤差允許范圍之內(nèi),故修正后的風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型能夠較好的反映真實(shí)風(fēng)力機(jī)輸出特性。且由于利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方式對(duì)數(shù)學(xué)模型修訂時(shí),改變的僅是風(fēng)力機(jī)計(jì)算模型的系數(shù),并未對(duì)公式原理進(jìn)行改變,因此,該方法同樣適用于其他型號(hào)風(fēng)力機(jī)葉片。修正后模型存在的誤差可能來源于風(fēng)力機(jī)三維模型的優(yōu)化處理、風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速曲線擬合時(shí)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)之間的誤差、風(fēng)力機(jī)網(wǎng)格劃分精度、求解器的設(shè)置以及風(fēng)力機(jī)葉片微小的變形等。

4 結(jié)論

(1) 以AH-30 kW變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片為研究對(duì)象,在額定工況下對(duì)碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、玻璃鋼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料和環(huán)氧玻璃鋼3種典型葉片材質(zhì)的風(fēng)力機(jī)進(jìn)行了應(yīng)力、形變分析,并發(fā)現(xiàn)中小型風(fēng)力機(jī)葉片受材質(zhì)不同而產(chǎn)生的形變均為細(xì)微形變,故不同材質(zhì)葉片產(chǎn)生的形變差異在對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩建模和對(duì)機(jī)組控制時(shí)可以忽略;

(2) 針對(duì)環(huán)氧玻璃鋼材質(zhì)的風(fēng)力機(jī)葉片,利用實(shí)測(cè)風(fēng)速和風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)設(shè)置Fluent仿真的邊界條件進(jìn)行風(fēng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩仿真分析,仿真計(jì)算結(jié)果和實(shí)測(cè)風(fēng)力機(jī)發(fā)電的功率與風(fēng)輪轉(zhuǎn)速比值變化趨勢(shì)基本一致;此外,風(fēng)力機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩受風(fēng)速影響存在較大波動(dòng)的同時(shí),自身也存在一定的抖顫,故在對(duì)風(fēng)力機(jī)輸出能量控制利用時(shí),在充分考慮外界擾動(dòng)時(shí),也需要對(duì)機(jī)組所存在的內(nèi)部擾動(dòng)進(jìn)行考慮;

(3) 基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和仿真模擬相結(jié)合的方式對(duì)風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)學(xué)模型進(jìn)行了修訂,修正后的風(fēng)力機(jī)氣動(dòng)轉(zhuǎn)數(shù)學(xué)模型與Fluent仿真的輸出轉(zhuǎn)矩誤差為5.60%,故修正后的風(fēng)力機(jī)數(shù)學(xué)模型能夠較好的反映真實(shí)風(fēng)力機(jī)輸出特性,為風(fēng)電機(jī)組的精準(zhǔn)控制提供了精準(zhǔn)的指令模型。