评估由风力涡轮机的平均功率
这个示例使用符号数学工具箱™和统计和机器学习的工具箱™探索和派生参数解析表达式生成的平均功率风力涡轮机。
参数方程可以用于评估各种风力发电机配置和风电场。更多信息见<一个href="//www.tianjin-qmedu.com/es/discovery/wind-resource-assessment.html" target="_blank">风资源评估一个>。
背景年代tr在g>
总功率交付给一个风力涡轮机可以通过求导估计风的动能。这导致了以下表达式:
(1)
是涡轮叶片的扫掠面积,<年代p一个n class="inlineequation">
ρ=空气密度<年代p一个n class="inlineequation">
u =风速、<年代p一个n class="inlineequation">
将风能转换为电能的过程导致的效率损失,如下图中描述。
一个实际的风力涡轮机的电力输出可以用下面的方程来描述:
(2)<年代p一个n class="inlineequation">
总体效率在0.3和0.5之间,随风速和发电机的转速。为一个固定的转速,额定风速的风力发电机产生的电力是附近最大(<年代p一个n class="inlineequation"> ),整体效率来标示<年代p一个n class="inlineequation"> 。
(3)
假设一个固定的转速,风力发电机的电力输出可以估计使用以下配置文件:
在哪里
=额定风速
=插入的速度,电力输出的速度高于0和电力生产的开始
=卷起风速、涡轮的速度关闭以防止结构性破坏
正如图中所看到的,我们假设之间的输出功率增加<年代p一个n class="inlineequation"> 和<年代p一个n class="inlineequation"> ,然后在一个常数之间的最大价值<年代p一个n class="inlineequation"> 和<年代p一个n class="inlineequation"> 。所有其他条件输出功率为零。
推导方程风力涡轮机的平均功率年代tr在g>
即为功率定义分段表达式
我们定义一个分段函数,描述了涡轮的力量。
信谊<年代p一个n style="color:#A020F0">每年代p一个n>c₁年代p一个n>c₂年代p一个n>公斤ydF4y2Bau年代p一个n>u_c年代p一个n>u_f年代p一个n>u_r年代p一个n>Pe =分段(u < u_c 0 u_c < = < = u_r c₁u + c₂* ^ k (u_r < = u) < = u_f每u_f < u, 0)
Pe =
在变量<年代p一个n class="inlineequation"> 和<年代p一个n class="inlineequation"> 定义如下:
c₁= (/ * u_c ^ k) / (u_c ^ k - u_r ^ k)
c₁=
c₂= / / (u_r ^ k - u_c ^ k)
c₂=