风力发电系统控制模型的建立和仿真分析大学生毕业论文设计说明书

()( 2121vvmvv svF?????(1-6) 式中?——空气当时的密度风轮所接受的功率为)( 21 2vv sv Fv P????(1-7) 所以经过风轮叶片的风的动能转化)(2 1)(2 1 22 21 22 21vvmvv svT??????(1-8) 式中 sv?——空气质量 TP??(1-9) XX 本科毕业设计说明书 10 2 21vvv ???(1-10) 因此,风作用在风轮叶片上的力 F和风轮输出的功率 P分别为)(2 1 22 21vvsF???(1-11) ) )((4 1 21 22 21vvvvsP????(1-12) 风速 1V 是给定的, P 的大小取决于 2V ,P 是 2V 的函数,对 P 微分求最大值得)32(4 1 2221 212vvvvsdv dP????(1-13) 令其等于 0,求解方程得 123 1vv?(1-14) 31 31 max 27 16 2 1 27 8 sv svP?????(1-15) 16/27=0 .593 , PC 称作贝茨功率系数 PC sv P 31 max2 1??(1-16) 而 312 1 sv?正是风速为 1V 的风能 T ,故 p TC P? max(1-17) PC =0.593 ,说明风吹在叶片上,叶片上所能获得的最大功率 maxP 为风吹过叶片扫掠面积 S 的风能的 59.3 %。贝茨理论说明理想的风能对风轮叶片做功的最高效率是59.3 %。通常风轮机风轮叶片接受风能的效率达不到 59.3%,一般根据叶片的数量、叶片的翼形、功率等情况取 0.25-0.45 。 1.4.2 风力发电机特性系数贝茨理论提供了风能的基本理论,但在讨论风轮机的能量转换与控制时有几个特性系数具有特别重要的意义。(1)风能利用系数 PC 风轮机从自然风能中吸到能量的大小和程度可以用风能利用率系数 PC 表示