新型风力发电机组装置的发电特性研究
2021-06-10杨鹏王亮张勇童佳乐王雷
邵阳学院学报(自然科学版) 2021年2期
杨鹏,王亮,张勇,童佳乐,王雷
(1.安徽理工大学 机械工程学院,安徽 淮南,232001;2.安徽理工大学 电气与信息工程学院,安徽 淮南,232001)
随着我国能源消费结构的改变以及对环境保护的重视,煤炭资源的使用比重正逐步下降,可再生能源的使用率连年上升。据统计,煤炭、石油等不可再生资源从1978年的96.9%下降至2019年的81.6%,可再生能源已从1978年的3.1%上升至2019年的18.4%。可再生能源主要包括太阳能、风能、潮汐能、水能、地热能以及生物质能。“十三五”后期,我国风电累计装机容量达到200 GW,华北、东北、西北以及江苏、山东沿海地区将建成9个1000万千瓦级的风电基地[1]。风力发电作为清洁可再生能源备受关注,其发展前景也十分广阔。目前,传统的风力发电设备主要依靠风力带动风叶旋转,将机械能转换为电能,发电效率较低,发电量较少,因此,提高其发电效率和发电量具有重要的经济价值。
传统的风力发电机主要由4个模块组成[2-3],即发电机、传动链、虚拟调速器以及转子电阻。现阶段,我国风力电机的有功功率较低,未能将可再生能源高效转化,存在能源浪费现象,为此,国内外学者在提高设备效率方面进行了大量研究。目前,主要研究在于尽可能获得最大捕获风能[4-6]和高风速时控制风能吸收[7-8],并在这些方面均取得了一些成果,但是在风力发电机组装置的结构改进方面研究较少,很少利用其结构进行二次发电。
本文针对传统风力发电机组的结构进行改进,提出1种可提高风力发电功率的新型风力发电机组,即在(铜性材质)风叶叶片后端加装永磁装置,利用电磁感应原理,在风叶旋转过程中,将其切割磁感线所产生的电流并入主发电电路中,提高设备的发电功率。……
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