1.5 kW风力发电机功率测试系统

利用激光雷达测风仪对风力发电机安装环境进行测试,设计并搭建适用于野外试验的小型风力发电机功率测试平台.分析采集的风环境数据,对试验场地进行风环境评价.通过监测离网型风力发电机在野外的运行状态,对采集的风力发电机输出功率及对应的来流风速和风向数据进行筛选整合,绘制风力发电机实际风速-功率曲线,采用最小二乘法拟合输出功率特性曲线.结果表明:设计搭建的野外风力发电机功率测试平台可对实际运行风力发电机输出功率进行监测,也可用于风洞试验测量;利用激光雷达测风仪对风环境进行监测,可作用于风力发电机安装方向和安装高度的选择;利用风力发电机的风速-功率理论曲线进行发电功率预测会产生较大误差;采用拟合的6次多项式曲线进行风力发电机功率计算,结果更加精确.文中所得实际测量数据可为风力发电机野外测试提供参考.     

风力发电场微观选址的重要性

风电场建设前期必须对某一地域测风,而只利用附近气象站的风能数据是远远不够的,必须在选定的风场安装2～3个测风塔进行一年以上的实地测风。     

风电脱网对机组的伤害及处理

1单运系统风电脱网的原因风力发电的原动力是不可控的,是否处于发电状态以及出力的大小都取决于风速。风速的不稳定性和间隙性决定了风电机组的出力也具有波动性和间隙性的特点,在现有的技术水平下风力还无法准确预报,因此风     

轴流式果园喷雾机风送系统优化设计与试验

针对传统风送式喷雾机风送距离短与药液浪费的问题,设计一种适用于传统果园喷雾机的轴流式风送系统。通过设置不同风筒导叶的安装角、数量、长度和锥形多出口装置的锥度、出口布局方式,进一步引导风送系统气流场,并建立相对应的气流场分布模型。通过对比选取风送系统的最佳优化设计方案,并开展了验证试验。试验结果表明,风筒导叶参数对出口风速影响的显著性由大到小为长度、安装角、数量,锥形多出口装置出口布局方式对出口风速的提升效果明显;当风筒导叶安装角为10°,数量为6,长度为20 cm,且锥形多出口装置锥度为2.25、出口布局为A型时,风送系统出口风速及均匀性达到最优,所建立的模型出口风速与试验值相对误差为4.66%和变异系数为3.63%,验证了数值模拟结果的可靠性。在此基础上,通过喷雾机外流场试验可得,射流边界范围随着出口直径和转速的增加而增大,风送距离也随之增大,当风送距离0～2 m,风速大于5 m/s,衰减幅度明显,当风送距离大于2 m时,气流衰减较为平缓,风速距离4 m处风速达到1.5 m/s左右。优化后轴流式果园喷雾机风送系统结构合理,气流均匀性、风速、边界和射程等方面均满足果园植保机械需求,研究...     

面向自动导航拖拉机的农田障碍物识别研究

实现农田障碍物的精确识别与有效避让是提高自动导航拖拉机智能化、保障作业安全的关键技术。为此,论述了基于激光测距传感器的自动导航拖拉机行进前方障碍物检测与识别方法。在自动导航拖拉机上加装LMS2 0 0激光测距传感器,构建避障测试平台,通过对激光数据解析、坐标系转换及障碍物边缘拟合,实现了障碍物方位、距离、宽度等特征信息的有效识别。针对典型农田障碍物—树木和障碍拖拉机,进行了障碍物检测试验。采用RTK-GPS接收机的定位数据标定障碍物,并进行了识别精度检验。树木的方位、距离和宽度的识别精度分别为0.5°、0.03m、0.03m。障碍拖拉机的方位、距离和宽度的识别精度分别为1.88°、0.13m、0.39m。试验结果表明:避障测试平台能够有效地识别自动导航拖拉机前方的障碍物。     

复杂环境下果园机器人路径规划方法研究

果园机器人在复杂环境中的工作效率的高低主要是由机器人的路径规划决定的,基本人工势场算法存在的问题很多,比如死锁现象、运行时间长等等。基于此提出一种新的算法,对基本人工势场算法进行改进。首先是重构识别路径,引入障碍物检测算法,可以识别出有效障碍物,同时还计算出有效的路径中间点;然后进行优化斥力作用,引入障碍物有关的边界条件,进而地图信息矩阵力向矩阵,计算出受力最大的方向,同时按此方向从起点重新检索,并且把中间点设为新起点反复迭代,这样就可以得到一个局部最优路径,最终的全局路径就是由各个局部最优路径构成。通过Matlab进行对比测试,测试结果表明:本文算法和基本人工势场算法相比,路径长度减小0.586 m,迭代次数减少19次,算法运行时间减少8.662 s,在复杂的环境中,本文算法路径规划优势明显。     

不同侧风和风幕风速对风幕式喷杆喷雾飘移的影响

侧风是喷杆式喷雾机雾滴飘移的主要因素之一。为了分析不同侧风和风幕风速对风幕式喷杆喷雾飘移的影响规律,设计了风幕式喷杆喷雾性能测试系统,通过防飘对比试验,确定最佳风幕气流作用方式,然后进行雾滴飘移试验,得到雾滴飘移率和飘移质量中心距。结果表明:风幕气流最佳作用方式为喷杆正上方;无风幕作用时,雾滴的飘移质量中心距随侧风风速的增加线性上升;同一侧风风速下,雾滴飘移率随风幕风速的增大呈先快速再平稳减小后略有回升的趋势,风幕风速最佳的防飘区间为5~20m/s,最佳防飘风幕风速为20m/s;在同一侧风风速下,雾滴的飘移质量中心距与风幕风速呈负相关关系,风幕辅助气流有效减小飘移率的同时,对雾滴在喷头下方的分布具有显著影响。该研究可为风幕式喷杆喷雾机作业参数优化和防飘移研究提供参考。     

基于分位数回归的超短期风功率预测

风电并入电网时,风的波动性和随机性会对电网的稳定运行带来不利的影响。通过分位数回归对风电场发电功率进行预测,可以尽量提前避免由于风力波动对电网造成的不利影响。运用Eviews软件对历史风速和风功率数据进行分析、建模和预测,实现了较好的预测效果。     

基于改进持续法的短期风电功率预测

为了有效减轻风能波动对电网的影响,提高风电在电力市场中的竞争力,风电功率预测研究具有重要意义。该文提出了基于小波变换的改进持续法,对短期风电功率预测进行研究。该方法首先利用小波变换将原始风速信号分解为高频部分和低频部分,针对高频信号相邻的两个数据之间相似度较低,波动较大的特点,采用滑动平均法进行预测,而低频信号仍然采用持续法预测,最后通过小波重构以及风电功率特性曲线转换得到风电功率预测值。与原持续法相比较,平均相对误差由17.10%降至11.81%,平均绝对误差由39.58 kW降至23.48 kW,有效地提高了短期风电功率预测的精度,具有一定的实际应用价值。     

螺旋风送装置风箱结构设计与试验

基于风箱气流在上下出风口风速差异大、存在风箱出风均匀性差，以及整机施药时液滴分布不均匀的问题，提出运用风箱进风口和出风口的布置、尺寸改变气流流向的方式并设计了一种风箱。利用SolidWorks和Fluent搭建仿真模型，设计三因素三水平正交试验优化风箱内部结构布置和流体分布状态，以入口风速、入口位置、圆角半径为变量，以各出风口风速变异系数作为评价指标，将正交试验结果利用Design-Expert进行方差分析和响应曲面分析。试验结果表明：对风箱出风口风速变异系数影响主次顺序为入口风速、入口位置、圆角半径，入口风速为30m/s,圆角半径为5mm,入风口位置为O点，各个出风口出风速度变异系数小，出风均匀性好，仿真与实际测试值线性相关且仿真结果准确。     

风电机组传动链的故障树智能诊断技术

为了解决复杂结构下的风电机组传动链的故障,采用面向故障树的智能诊断技术,对其进行诊断.通过故障树分析技术,结合传动链故障类型及机理分析,构建了风电机组传动链故障树智能诊断系统;采用面向故障树的基于框架的混合知识表示,分析故障与故障特征、故障与故障源之间的关系;通过顶上事件—中间事件—基本事件的推理机制,确定故障树上各节点的状态,找出故障源;最后,通过分析某风电场3#风机传动链的故障实例,采用振动分析法提取齿轮箱、主轴和联轴器的故障特征,初步确定为齿轮箱的轴承损坏,根据损坏原因,检查轴承清洁度和润滑情况,发现废油脂呈纯黄色,内部铁屑明显,剖析故障源为齿轮箱轴承润滑不良.     

与风力发电相关的风特性分析及模拟方法概述

通过对自然风的形成、近地面风向、风速、湍流度等基本风特性及其分布规律的描述和风速、风向的工程模拟方法的概括总结,并以某一地区的实测风向、风速数据为基础,对中期和短期风特性及模拟方法加以说明。为了解风力机风轮在自然风场中的受力情况、风电场功率预测、风力机运行状态、风能资源评估和风力机机械部分设计等提供依据;为建立自然风精确风模型、合理的模拟自然风特性提供理论基础。     

基于单目视觉的采摘机器人障碍物检测和路径规划

具有自主作业能力的采摘机器人一直是国际上研究的热点,而障碍物检测躲避能力是其重要的功能,因为在机器人识别作业区域或成熟果实后需要自主的定位和移动。为此,提出了一种基于单目视觉和人工势能场的障碍物检测和避障算法,可以有效采集和检测障碍物的信息,再依据障碍物及目标区域的距离使用人工势能场方法对路径进行优化,实现采摘机器人的自主移动。为了验证障碍物检测和避障方案的可行性,模拟采摘机器人作业环境和自主移动流程,对采摘机器人避障行为进行了测试。测试结果表明:采用单目视觉和人工势场方法可以使机器人成功的避障,并规划出效率最高的到达目标作业区域路径,对采摘机器人自主导航技术的研究具有重要的意义。     

基于弹道理论有风条件下折射式喷头喷灌均匀度研究

为计算有风条件下折射式喷头水量分布及喷灌均匀度,以弹道轨迹理论为基础,依据风速分布模型,建立有风条件下折射式单喷头水量分布计算方法,采用该方法模拟出有风条件下Nelson D3000型喷头倒挂安装方式下水量分布特性,通过与实测资料进行对比,验证了模拟具有较高的准确度,可应用于有风条件下折射式喷头水量分布计算。在此基础上,选用4.76 mm(24号)喷嘴直径,模拟出不工况下单喷头水量分布,计算出组合情况下喷灌均匀度,分析了风速、风向、喷头间距、工作压力和安装高度5种因素对喷灌均匀度的影响,并对蒸发漂移损失进行了分析。结果表明:95%的置信区间下,喷头布置间距对喷灌均匀度的影响最显著,其次是安装高度和喷头工作压力,风速和风向对喷灌均匀度影响不显著。风速、喷头工作压力和安装高度都会对蒸发漂移损失产生影响,其中工作压力影响最大。当选用Nelson D3000型喷头在风速小于6 m/s的环境下喷灌时,应将喷头安装间距固定在2.13~3.04 m范围内。另外,该安装间距范围内,喷头安装高度和喷灌压力增大后,喷灌均匀度增大的效果不明显,因此应采用低压喷灌以降低喷灌系统运行成本;考虑到较高的喷头安装高度会产生较大的蒸发漂移损失,喷灌时还应适当降低喷头安装高度,以提高喷灌水分利用率。     

某SUV车型风噪试验与优化研究

针对某SUV车型风噪产生机理进行研究,利用声学风洞开展车身表面噪声源测试、噪声源定位试验及车内风噪试验,并通过分析试验数据确定了风噪影响因素及部位。最后,通过研究隔声玻璃阻尼损耗因子及隔声性能,发现隔声玻璃的运用可以有效降低车内风噪水平,是一种优化车内噪声的重要手段。     

水力发电灵活性对混合电力系统的调节影响

鉴于风功率的随机性造成电网净负荷在多时间尺度上波动的特点,从时-频角度出发,基于风-水联合发电仿真模型,采用形态学滤波方法提取了风-水联合发电系统中净负荷的高、中、低频信息,通过建立的灵活性评价指标有效反应电力系统的上行和下行灵活性的供需关系.同时,为解决系统灵活性不足的问题,研究了风电渗透比例和水电机组备用接入比例对改善系统灵活性的影响规律,确定了最适宜的风电渗透比例和备用接入比例.研究显示:风-水联合系统在中、低频尺度上只存在下行灵活性不足的问题,其灵活性不足容量在49%风电渗透比例下最大可达4.961 MW;而在高频尺度上同时存在上、下行灵活性不足的运行风险,相应的上、下行灵活性不足容量最大可达0.125 2 MW和4.279 1 MW.此外,针对文中互补发电系统,其最适宜的水电备用接入比例为85%.     

3WZF-400A型果园风送喷雾机改进设计

3WZF-400A型果园风送喷雾机通过安装直线导流板引导了气流速度场,在一定程度上解决了传统轴流式风送喷雾机农药浪费以及防治效果差的问题,但仍无法使靶标区域的气流速度分布与作物冠层轮廓匹配。本文以计算流体力学为手段,对该型喷雾机进行了改进设计。通过设置不同数量和角度的短导流板进一步引导喷雾机气流场,并建立了对应的气流速度场分布模型。通过对比选取最佳的改进设计方案,并进行了试验验证与喷雾性能测试。研究结果表明,当短导流板数量为2,喷雾机导流板角度组合为45°、15°、-15°和5°,且风机风速为20m/s时,在靶标处的气流速度分布能够与作物冠形轮廓匹配,所建立的模型能够较准确地模拟喷雾机实际气流速度场的分布。在此基础上以雾滴覆盖率为指标评价了改进设计后的喷雾机喷雾性能,并与改进前的喷雾机喷雾性能作对比,结果表明雾滴能够在垂直平面内按照作物冠形合理分布。     

电厂循环供水泵站立式异步电动机振动分析

针对扬州第二发电有限公司循环供水泵站立式异步电动机振动问题。从安装、检修和制造等方面分析了振动原因。在排除了园安装质量引发机械振动的因素后，现场通过频谱分析作进一步的振动测试分析，确定机组振动主要是由电动机电磁振动引起的。采取在定子线圈上增加三根均压线措施后，减小了电磁力的不平衡，振动减小至0．01mm左右，机组运行正常。     

基于信息融合的农业自主车辆障碍物检测方法

针对单一传感器在智能车辆环境感知中的局限性,提出一种基于摄像机与激光雷达信息融合的农业自主车辆前方障碍物检测方法。对单目摄像机获取的图像进行基于Ft（Frequency-tuned）算法的显著性检测,并生成显著图。同时对激光雷达反射点进行基于数据关联性评估的聚类分析,确定障碍物数量、边界与位置等先验信息。然后以激光雷达坐标相对应的图像像素坐标为种子点,由种子点激活经过处理的显著图,基于受限区域生长实现障碍物区域分割。试验结果表明,基于Ft算法的图像显著性检测具有更好的边缘检测效果,基于种子点的受限区域生长法可以有效地进行障碍物分割。在机器视觉的基础上融入激光雷达数据,可以更好地排除非障碍物的干扰,实现了障碍物的完整检出。     

基于改进人工势场法的汽车避障路径规划研究

传统人工势场法仅适用于规避静态障碍物,而现实交通环境中障碍物一般都是动态的。基于传统人工势场法进行改进,在改进人工势场法加入速度元素,规划出动态路径。同时,考虑到汽车的转向特性,基于最小转向半径对算法进一步改进以满足汽车的转向行驶要求。仿真分析结果表明,基于改进人工势场法所规划出的路径可有效规避动态障碍物,并且满足汽车转向要求。