海岛风力发电系统抗台风探究

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1、海岛风力发电系统抗台风探究摘要：海岛具有丰富的风力资源，风力发电成为海岛能源的重要方式，但台风对风力发电机组会造成致命的损坏。通过对海岛的风速估计，设计出智能控制的风力发电机组。采用模糊的逻辑控制和神经转速控制，提高风机在台风中的抵抗能力，获得最大功率输出。关键词：风力发电机风速测量，模糊逻辑，神经控制ResearchonTheIslandwindpowergenerationsystemToresisttyphoonHANXuZHENGLei(Navigationequipmentsafeguardfactory,Zhanjiang524002,China)Abstract:Islandha

2、swealthywindresource；windpowergenerationbecomesimportantwayofislandpower.Typhoonwouldbefatalenemyofwindgeneratingset・Bytheestimationofwindspeedaboutisland,intelligentcontrolofthewindpowergenerationunitswouldbedesign.Fuzzylogiccontrolandnervespeedcontrolwouldbeadapted.Theabilitytoresisttyphoonwasimpr

3、oved.ItwouldgainmaxpowerKeywords:windgeneratingset,WindspeedmeasurementFuzzylogiccontrolnervespeedcontrol我国拥有上千个岛屿，如何有效长久的守护这些岛屿，能源的供应是一个关键因素。海岛本身具有独特的自然能源：潮汐能源，太阳能，风能等。目前我国的浙江的大陈岛和广东的南澳岛已经实现了500KW大功率的风力发电机组，实现风光电并网发电。但波浪，腐蚀，海流等因素影响风力发电机组的工作寿命，其中影响最大的是超强台风。1、台风的特性热带气旋是热带海洋中的一种急速旋转的涡旋，当中心风力达到8级以上就形成热

4、带风暴，达到10级就形成强热带风暴，达到12级以上就是台风。习惯上热带风暴、强热带风暴和台风统称为台风，台风带来的强降雨，强风和湿度对各种设施造成损坏甚至毁灭性灾难；且发生频率频繁，在1949-2012的64年里，发生台风灾害的有47年，平均每1.4年就有一次台风灾害。每年的5-11月都有台风发生，主要集中在7-9月份。风力最大极速能够达到54.2m/so设计风机发电机组如何确定风速的波动和极值风速很关键。2、风速的波动和极值风速风速振动u(t)被定义为瞬时风速U(t)与准稳态平均风速U偏差，用下式的表示；u(t)=U(t)-U(1)风速的变化率由偏差■描述:■(2)风速的阵风度由风速的振动密

5、度计算，它定义为：■(3)平均最大突风u取决于平均风速U0根据风速资料的分析及理论研究，得到下式：■(4)G取决于开测量用风速仪及突风时距，它与表面粗糙度zO和高度无关。■(5)上式中，V是突风比，u(z)为一小时平均风速。对于突风时距为3秒，g=3.7,则■(6)这就是说，突风时距为3秒的突风风速是时距为1小时的平均风速的1.5倍。在长期的气象中，极大的风速不是经常出现的，间隔一段时间会出现的。这个间隔期称为重现期T,重现期在概率上的意义在于体现结构的安全度。式中■称为小于U的保证率。如果重现期T=50年，则50年内不出现U的保证率■为・。文献对高斯曲线，皮尔逊111型曲线和极值分布曲线进行

6、了详细的分析，认为极值风速的概率分布比较符合极值I型曲线。极值I型分布(Gumbel分布)表示为■(8)其中a与！i可以由数学期望Ex和标准离差。求出：■(9)令・■(10)■(11)■(12)■(13)当x是离散随机变量时，■(14)为了求得保证率P与保证系数4)之间的关系■(15)因为P=F1(x)所以将式(13)及(14)代入(15)中得；下表是浙江沿海部分的测量观测站的记录3、台风对风力发电机组的破坏台风对风力发电机组的破坏是基于台风对设备结构的静载荷效应，动载荷动力效应。根据伯努利流动力学原理，风的流动遇到物体受阻时，风速变小，向风面风压升高。流经结构后背风面产生紊流，使风速局部上升

7、而风压降低，对向风面和背风面产生吸力。压力，吸力和牵引力对结构物造成形变，在一定受风面积的影响下，风速越大，设备的静载荷效应越强。由于地貌变化容易造成湍流，湍流往往伴随着沿风向和横风向的运动，沿风向的振动通常不规律的，一旦横风向的振动发生，特别是柔性的结构及某些断面形状下的横向振动就会越强烈，并接近叶片和塔架的固有频率造成共振，不断给设备施加疲劳载荷，使材料由外及内损坏或失效,最后达到或超过叶片和