李瀚涛 作品数:8 被引量:110 H指数:7 供职机构: 重庆大学电气工程学院输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 国家教育部博士点基金 更多>> 相关领域: 电气工程 更多>>
分裂导线覆冰扭转特性分析及等值覆冰厚度计算 被引量:23 2016年 覆冰在线监测对输电线路防、融冰方案的制定具有重要作用,而分裂导线和单导线覆冰特性的差异使得两者覆冰厚度计算方法不同。由于导线扭转特性的不同,同一档距内分裂导线和单导线覆冰形态存在明显差异。比较偏心覆冰单导线和分裂导线档距中部的扭转角度可知,相同覆冰厚度时后者是前者的10.2%。为实现分裂导线等值覆冰厚度的实时监测,提出将分裂子导线的覆冰等效为单根导线的覆冰。根据力矩平衡关系,建立以悬挂绝缘子轴向拉力、倾角为输入参量的力学计算模型,并在雪峰山试验基地开展了耐张塔3分裂导线覆冰测量。结果表明:利用计算模型得到的综合荷载等值覆冰厚度和基于称重法得到的人工测量结果吻合较好,两者相对误差为7.8%,从而验证了模型的有效性。 胡琴 于洪杰 徐勋建 舒立春 蒋兴良 邱刚 李瀚涛关键词:在线监测 分裂导线 力学模型 自然环境叶片覆冰程度对风力机功率损失的影响 被引量:12 2018年 针对寒冷地区叶片覆冰降低机组发电量的问题,以典型2kW及300kW风力发电机为研究对象,在自然覆冰试验站展开试验研究,研究分析叶片覆冰程度对风力机功率损失的影响规律和机制。结果表明:在自然环境下,叶尖前缘雾凇覆冰厚度随覆冰时间增加呈近似线性增长,而雨凇覆冰增长逐渐变缓;在一定风速下,覆冰造成的功率损失与叶尖前缘覆冰厚度之间存在显著的线性关系,相比于雾凇,雨凇破坏作用更大;随着风速的增加,覆冰后的风力机功率损失更大;随着叶尖前缘覆冰厚度的增加,风力机转速和最大风能利用系数逐渐降低,叶片实际运行最佳叶尖速比变小。该文研究结果为风力机覆冰条件下的性能分析和机组控制提供数据积累和借鉴意义。 舒立春 李瀚涛 胡琴 蒋兴良 邱刚 何高辉 杨航关键词:功率损失 风机叶片电加热除冰及电阻丝布置方式试验研究 被引量:23 2017年 为研究外界因素对风机叶片电阻加热除冰时间的影响规律,以及电阻丝布置方式对融冰过程的影响,该文在多功能人工气候室内对风机叶片进行了电阻加热除冰试验研究,分析了覆冰厚度、环境温度、相对风速和液态水含量(liquid water content,LWC)对除冰时间的影响规律,并提出了合理的电阻丝布置方式。结果表明:覆冰厚度较小时,其对除冰时间的影响较为明显,随着覆冰厚度的继续增大,除冰时间无明显差异;除冰时间随加热功率和环境温度的增大而降低,随相对风速和LWC的增大而增大,且不同覆冰厚度下除冰时间随上述因素的变化曲线会有较大不同;叶片尖部电阻丝宜采用弦向布置,根部电阻丝宜采用展向布置;除冰过程中,叶片尖部冰层易发生脱落,根部冰层易被融化。 舒立春 戚家浩 胡琴 蒋兴良 邱刚 李瀚涛关键词:电加热 布置方式 风机叶片电加热防冰模型及分区防冰方法 被引量:18 2017年 根据风机叶片电加热防冰结构和流场特点,并结合对覆冰条件下风机叶片表面能量交换过程的分析,建立了风机叶片电加热防冰理论模型,并对临界防冰状态进行了仿真分析;同时在人工气候室对理论模型进行了试验验证;另外提出了等差分区加热控制防冰方法。研究表明:不同叶片位置处的温升特性和临界防冰功率密度也不相同,随着旋转半径的增大,叶片表面温升速率下降,平衡温度降低,达到平衡温度所用时间缩短,临界防冰功率密度增大;防除冰结构的隔热层可以有效地阻碍热量向叶片内部传递,减少热量的损失;等差分区加热控制方法可以明显改善叶片表面的温度分布,降低叶片表面温差和能量消耗,具有工程实际意义。 舒立春 戚家浩 胡琴 蒋兴良 邱刚 李瀚涛 于洪杰关键词:风机叶片 电加热 平衡温度 风力发电机叶片加热循环控制除冰数值仿真研究 被引量:9 2018年 风力发电机的电加热除冰技术受导电滑环的功率限制,加热时间较长,除冰效率较低。针对此问题,该文提出采用新型电加热循环控制除冰方式,以重庆大学雪峰山覆冰试验站300kW风机为研究对象,结合叶素理论、湍流理论和传质传热平衡理论,建立基于流体-热力场的叶片电加热循环除冰二维耦合数值仿真。通过在叶片表面设置温度传感器监测除冰过程中的冰层温度变化,结果表明:冰层温度呈先升后降、循环升高的趋势;单次加热时间在8.5~9.5s时,总加热时间最少;所需除冰功率密度随叶片半径增加而增加。相比持续加热除冰,循环控制除冰方法可节约能耗25.9%,达到节能高效的目的。 舒立春 杨晨 胡琴 蒋兴良 李瀚涛 杨大川 杨航关键词:风力发电机 数值仿真 环境参数对小型风力发电机叶片覆冰特性及输出功率的影响 被引量:27 2016年 风力发电机叶片覆冰会影响风机气动性能,使其输出功率减少,但目前相关文献报道较少。为此,在大型多功能人工气候室内模拟不同覆冰环境,研究了环境温度、液态水含量(LWC)和风速对小型风力发电机叶片覆冰特性及输出功率的影响规律。结果表明:风力发电机叶片前缘和迎风面覆冰较多,前缘角状覆冰会导致其输出功率显著下降。经过相同时间的覆冰后,环境温度降低过程中,风机输出功率值先降低后升高,从而使得风机到达停机边缘所需覆冰时间呈先减少后增多的规律;LWC越高,风机输出功率越低,到达停机边缘所需覆冰时间越短;风速越大,风机输出功率越大,到达停机边缘所需时间越长。 舒立春 任晓凯 胡琴 蒋兴良 梁健 邱刚 李瀚涛关键词:风力发电机 覆冰 气动性能 升阻比 输出功率 考虑覆冰粗糙度影响的风力发电机叶片气动性能数值仿真 被引量:15 2018年 针对高湿、寒冷地区覆冰造成机组出力减少的问题,以NREL S809二维翼型及某型300k W风力机三维风轮为研究对象,采用计算流体力学(CFD)数值仿真方法,结合覆冰粗糙度模型,研究分析覆冰粗糙度对风力机叶片气动性能的影响规律。计算结果表明:对于改变翼型气动外形较小的覆冰,二维翼型的气动性能随着覆冰粗糙度大小、覆冰相对宽度的增加而降低,随着攻角的增加影响变大;对于改变翼型气动外形较大的覆冰(雾凇或雨凇),雨凇覆冰的破坏作用更大,但雾凇覆冰翼型受覆冰粗糙度影响更大;叶片覆冰导致三维风轮气动性能降低,在大风速下更为显著;随着覆冰粗糙度大小的增加,三维风轮输出转矩和轴向推力降低,且随着风速的增加,降低程度变大。该文的计算结果对覆冰地区风电场运行及机组性能评估有一定的参考价值和借鉴意义。 李瀚涛 舒立春 胡琴 蒋兴良 邱刚关键词:风力发电机 气动特性 自然覆冰对限功率运行风力机变桨特性的影响 被引量:7 2019年 针对自然覆冰环境下风力机桨距角变化问题,以300kW风力机为研究对象,采用限功率运行控制方式,通过现场试验研究自然覆冰环境下风力机变桨特性。结果表明:限功率运行时桨距角随风速增加呈上升态势;相较于洁净环境,轻度覆冰导致β-v曲线整体降低,当功率限定值分别为50、100、150kW时,桨距角平均值分别降低2.3°、3.9°、4.5°,平均降幅分别为35.7%、51.5%、80.3%;风速增加会减弱轻度覆冰对桨距角的影响程度,功率限定值的提高会加大轻度覆冰对桨距角的影响程度;轻度覆冰后,β-v曲线随功率限定值增加而整体降低,每增加50kW功率限定值,桨距角平均降低35%~45%。该文试验数据和研究结果可为自然覆冰环境下风力机的机组控制提供参考,对其稳定合理运行具有重要意义。 胡琴 杨大川 舒立春 蒋兴良 李瀚涛 吴彬关键词:风力机 桨距角