复杂工况下100 kW风热机组运行特性分析

为进一步研究风热机组实际运行情况,基于黄帝城小镇100 k W级风热机组在2020-2021年冬季的实际运行数据,分析了风热机组逐时运行情况、不同风速下的风热机组性能、不同流量下的风热机组性能。得到风热机组逐时特性曲线,机组制热量、COP、一次能源利用率随风速的变化关系,以及流量对机组性能的影响。为风热机组下一步优化运行提供理论支撑。     

基于粒子群算法的风力机优化布置研究

风力机的优化布置是风电场规划中的关键环节,其布置方案的优劣直接影响风资源的利用率以及风电场的经济性水平。本文以粒子群优化算法(PSO)为基础,开展了风力机优化布置程序的开发研究工作,并通过与其他文献的对比,首先进行了PSO算法的确认,然后在此基础上,应用该算法开展了风电场不同入流风速情况对其年发电量、经济性和风力机最优布置方案的影响研究。     

风力机叶片气动噪声的影响参数*

随着风力机的大型化,风电机组对环境的影响不容忽视,必须对风力机气动噪声进行预测和控制。选取基于NACA、DU翼型的某风力机叶片作为研究基准,采用修正BPM半经验模型计算叶片的气动噪声特性,通过改变翼型族、弦长、机组运行状态、风切变指数、来流风向参数,研究叶片外形几何参数、机组运行工况对叶片气动噪声源的影响。计算结果从多个角度总结出水平轴风力机叶片气动噪声的变化规律,为开发高效低噪风电叶片提供参考。     

分布式发电优化配置研究

随着分布式发电与大电网联接的研究,使运行成本较高的分布式发电的经济利用成为可能.本文通过分析与大电网联接的可控分布式发电与大电网的供电年费用,建立了与大电网联接的可控分布式发电经济性判断模型和最优备用容量模型,在合理利用经济判断的基础上,对分布式发电的备用容量进行了优化.案例计算表明,模型正确可行,具有较强的适用性.本文的研究为可控分布式发电的合理利用提供了技术支持,为分布式发电与大电网联接、分布式发电的合理配置,降低供电成本做出了贡献.     

叶顶端板对H型风力机气动特性与三维绕流场的影响

本文采用笛卡尔动网格方法数值模拟研究了叶顶端板对H型垂直轴风力机非定常气动特性与三维黏性绕流场的影响。选用SST湍流模型,假设全流场为湍流流动。叶尖速比为1.86~2.57,以实验模型为研究对象,对未加装叶顶端板的H型风力机进行了三维数值模拟研究。在实验模型的基础上给每个叶片的顶部分别加装了端板,采用同样的数值模拟方法,选择低、中、高三个叶尖速比研究了带有叶顶端板的H型风力机的三维非定常气动特性。利用不带端板和带有端板的风力机模型计算得到的功率系数与实验数据进行了比较,讨论了单个叶片和风轮载荷沿周向的变化,分析了一个旋转周期叶顶附近相对速度的变化规律,揭示了加装端板后风力机气动载荷提高的原因。     

基于一种改进的PSO算法在风力机叶片优化中的应用

建立了一种新的风力机风轮叶片的优化设计模型,在模型中考虑了风场风速在一年中的概率分布.采用给定风力机风轮直径和转速,且叶尖桨距角为零度时,使风力机在整个工作风速范围内和某一给定风速范围内风力机年平均输出功率同时最大为设计目标.并将一种改进的PSO优化算法LDW-PSO算法用于风力机叶片的优化设计.与已有的叶片相比,设计结果显示了其优越性,从而说明了该方法的可行性和实用性.     

基于PLC的空调机组优化运行与控制系统设计

空调机组在实际运行的过程中,由于控制手段比较单一、运行参数波动大,常常需要进行人工调控。本文以PLC控制器为核心,设计了一套智能监控终端,通过对上位机和下位机程序的设计,完成了优化运行和控制系统的设计,能够同时完成系统各运行参数的优化和各设备的自动调控,大大提高了系统的调控效率和周期,降低了运行成本。     

风力机三维改进致动面模型的数值研究

改进致动面模型(IASM)是将致动模型与黏性无黏耦合模型结合提出的一种新型的风力机流场计算模型。为了进一步验证模型的准确性和适用性,以NREL Phase Ⅵ风力机为例在OpenFOAM平台上,对比分析了相同工况下ALM模型、IASM模型和CFD模型计算得到的三维流场信息,研究表明,IASM模型计算精度比之ALM模型有了明显的提高,能够较准确地预测叶片近壁区域的流场信息。在IASM模型基础上对不同入流工况下风力机尾流特性进行了分析,为风力机的设计以及风场数值模拟提供了参考。     

基于风特性和小型风力机的组合风速模型建立

小型风力发电系统中输出功率的波动会影响电能质量和设备使用寿命,风速是风轮输出功率波动的主要影响因素之一,建立适合小型风力机的组合风速模型,以便于研究小型风力发电系统输出功率波动的机理。本文综合考虑风特性和机组自身特性建立风速模型,不仅有基本风、阵风、渐变风和随机风,还加入风剪效应和塔影效应的影响,并利用Matlab-Simulink软件仿真。通过与实测风速数据对比,验证了该组合风速模型仿真实际风速的有效性,为小型风电系统输出特性的定量模拟研究以及凭借仿真数据进行小型风电系统输出功率波动抑制的研究提供理论依据。     

漂浮式风力机动态响应特性研究

漂浮式风力机是一种新型风力机。在海上风和波浪的综合作用下,机组的运动和气动特性参数将产生显著的动态变化,即动态响应。本文利用气动、水动、控制、结构完全耦合的风力机模拟软件,对三种典型漂浮式风力机在不同的风和波浪条件下的动态响应进行了计算和分析,结果表明:不同类型漂浮式风力机的动态响应差别很大,但纵荡运动始终是最主要的运动形式,纵荡平衡位置主要受风速的影响,而纵荡振幅主要受浪高的影响;漂浮式风力机的平均功率相对固定式风力机的稳态值基本不变,但平均载荷有较大程度的增加。     

风力机叶片截面刚度优化设计

采用风力机叶片梁帽的厚度和宽度为优化设计变量,在保证气动外形不变,质量不增加的情况下,以获得最大截面挥舞刚度为设计目标,使用改进粒子群算法对叶片截面进行优化设计,建立了一种风力机叶片的截面刚度优化设计模型。算例结果表明:合理的设计梁帽的厚度和宽度能得到更好的截面挥舞刚度,验证了模型的有效性。优化结果对结构设计具有一定的参考价值。     

1000MW燃煤机组的热经济学优化

为了降低燃煤电厂的能量费用和非能费用,提高效率降低成本,本文以1000 MW燃煤机组为研究对象,在热经济学理论的基础上,以系统单位热经济学成本作为目标函数,用Matlab计算工具对系统进行优化。计算结果表明,需要增加或改进设备的技术性能来提高其(?)效率,进而可降低电能生产的成本;并发现锅炉当前的(?)效率接近最优状态;而汽轮机组的情况稍差,可以通过技术改进来提高其效率。     

基于风力机叶片铺层的频率优化设计

从叶片的铺层角度出发,编程建立了一种风力机叶片的约束优化设计模型。采用风力机叶片主梁帽的铺层厚度及位置为优化设计变量,在保证气动外形不变,满足各种约束的情况下,以获得最大一阶挥舞频率为设计目标,使用改进粒子群算法进行搜索约束优化解。结果表明:合理地设计主梁帽的铺层厚度和位置能得到更好的结果,验证了模型的有效性。优化结果对工程设计具有一定的参考价值。     

蚁群元胞优化算法在人群疏散路径规划中的应用

针对疏散路径规划问题,以栅格化地图为背景的基础上,提出了蚁群元胞优化算法.首先为统一仿真时间步长,建立以六边形元胞为基础的栅格地图;然后利用静态势场对启发函数进行优化,利用分段更新规则优化信息素更新方式;最后,将模型参数作为粒子群优化算法的粒子位置信息进行优化,求解参数的最优组合值.仿真结果表明:采用蚁群元胞优化模型进行疏散路径规划时,不仅加快了搜索速度,而且增大了解空间,提高了搜索能力,可以有效避免陷入局部最优解.     

水平轴风力机叶片气动性能研究

以动量-叶素理论为基础建立了水平轴风力机叶片气动计算模型,同时考虑叶尖损失、叶根损失及失速状态下动量理论的失效对动量-叶素理论进行修正,通过对NREL10 m风力机叶片进行气动性能计算,通过与实验数据的对比,探讨模型的准确性.     

环境参数对翅片管换热器表面结霜特性影响的实验研究

为了解决空气源热泵蒸发器在低温工况下的结霜问题,利用焓差法空调性能实验室搭建翅片管换热器结霜动态特性测试试验台,单独对翅片管换热器进行霜层生长特性影响研究,获得了翅片管换热器表面霜层厚度、结霜量及制冷剂制热能力等参数在不同迎面风速、空气温度及相对湿度情况下的变化规律。为延缓空气源热泵机组结霜、延长机组在低温工况下稳定运行时间提供了依据。     

计及成本与能耗的冰蓄冷系统多目标运行优化

为提高冰蓄冷系统的经济效益和节能效果,提出一种计及成本与能耗的多目标优化控制策略.首先,以供冷期总运行费用最小和能耗最低为目标建立系统多目标优化模型,并使用全局准则法求解得到Pareto解集;在此基础上,采用多维偏好线性规划分析方法对Pareto解集进行快速筛选.最后,以商场和办公楼为例,对比分析系统在冷机优先、融冰优...     

恒压型抽水压缩空气储能系统的热力学及经济学多目标优化

为解决可再生能源存在的间歇性和波动性等问题,考虑到现有大规模储能技术的不足,提出了一种兼具抽水蓄能技术和压缩空气储能技术特点的恒压型抽水压缩空气储能系统.首先建立其热力学模型和经济学模型,然后以能量效率和单位能量成本作为目标函数,以水气比、预置压力、增压机压比和增压机效率作为决策变量,分别针对容量为1 MW、2MW、5 MW的系统进行多目标优化。多目标优化结果表明,当水气比约为7、预置压力约为4 MPa、增压机压比约为2、增压机效率较高时,系统具有较高的能量效率和较低的单位能量成本。同时,随着系统容量的增加,单位能量成本明显降低。研究结果可为该系统的工程应用提供理论支撑。     

5kW遮蔽-增速升力型垂直轴风力机优化设计

本文详细介绍了5 kW遮蔽-增速垂直轴风力机的结构特点及主要参数。利用正交优化设计方法,采用计算流体力学软件,针对5 kW风力机,在叶片个数和遮蔽板安装位置半径一定的情况下,对翼型弦长、叶片转动扫掠面的半径、风轮旋转速度、遮蔽-增速板个数、遮蔽-增速板与叶片间的气动间隙以及遮蔽-增速板的安装角六个参数进行优化计算,找出一组最佳设计参数,进而设计出5 kW遮蔽-增速升力型垂直轴风力机,并对设计出的有遮蔽板与无遮蔽板两类型风力机的变工况特性进行比较分析。     

基于光谱和改进极限学习机的土壤含盐量分析

研究盐碱地的性质、组成,对于生态环境具有重要意义。传统的含盐量测定方法大多基于化学分析,因其成本高、效率低的缺点使得应用于大面积土地的可行性很低。极限学习机（ELM）作为一种基于前馈神经网络构建的机器学习系统,在许多研究中作为一种光谱处理方法被成功运用。为了改进传统的盐碱地含盐量检测方法,采用光谱学结合改进的极限学习机（ELM）模型的方法对盐碱地进行研究。根据镇赉县采集得到的62个土壤表层样本得到对应的光谱反射率和含盐量数据,提出了基于随机值改进粒子群优化算法（RVIPSO-MELM）优化的多层极限学习机模型。首先使用主成分分析提取光谱数据特征,并使用ELM算法对光谱数据建立分类模型,引入改进的粒子群优化算法以提高精度和速度。该模型结合了具有随机值的多层ELM（RV-MELM）和改进PSO算法的多层ELM（IPSO-MELM）二者的优点,在运用启发式算法搜索最优值的同时还具有随机性,提高了模型优化速度,同时以提高模型性能为目的对隐含层之间参数进行优化和选择。并且该模型可以推广到多层,对隐含层之间的参数的两种选择方法,根据经验公式计算和使用改进的启发式算法搜索,进行了提高模型性能和优化时间的讨论,实践结果表明,选择第一层参数使用改进粒子群优化算法,确定随后的隐含层之间参数选择,使用经验公式进行计算得到一种更具现实意义的方法模型。模型在进行启发式搜索最优值之前,利用蒙特卡罗方法确定一个较好的初值,使得模型能保持较高准确率的条件下,优化速度进一步提高。相比于传统方法,这种光谱分析结合ELM的模型节省时间和经济成本,有一定推广意义。