基于散射电场的地面背景下风电机叶片回波模拟
2021-12-02代朝阳
科学技术与工程 2021年33期
黄 力,代朝阳,唐 波,刘 钢
(1.三峡大学电气与新能源学院,宜昌 443002;2.三峡大学湖北省输电线路工程技术研究中心,宜昌 443002)
风能作为一种清洁能源,风力发电近年来被广泛使用[1],风电机叶片动态旋转运动会对周边的雷达站产生严重的无源干扰[2-3]。通过风电机叶片回波独特的多普勒特征准确识别出风电机回波,进而在信号中将其滤除是当前解决此问题的主流方法[4]。而风电机叶片与地面之间的多径散射对风电机回波有较大影响,要获取准确的风电机叶片回波信号,地面这一因素必须加以考虑[5]。
为准确获取地面背景下风电机叶片的多普勒特征,中外学者对此做了大量研究。Zhang等[6]和Kong等[7]通过制作风电机缩比模型来测量地面背景下风电机雷达回波来获取地面背景下风电机叶片的多普勒特征,但此法由于操作复杂且成本较高,一般用于数值计算的验证。有研究者在考虑地面对风电机叶片回波的影响时,将散射点积分算法与多径效应相结合,对地面背景下风电机叶片的雷达回波进行了模拟[8-10]。但是此法在求解过程中假设风电机叶片的散射点沿着轴线等间距分布且各散射点的散射系数相同,把形状复杂的风电机叶片简化成了线模型,忽略了风电机叶片复杂异形曲面,所以无法准确模拟出地面背景下风电机叶片真实的回波。
究其原因,上述研究局限于用离散的散射点代替风电机叶片连续的面元,无法体现出风电机叶片在被雷达信号照射时叶片感应电流在其表面分布的连续性,从而无法模拟出风电机叶片表面的真实散射情况。……
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