正版 寒冷气候下的风电机组结冰影响与防治系统(精)/新能源开发与

第1章寒冷气候对风电机组设计和运行的影响111引言112寒冷地区的风电机组3121阿尔卑斯山地区的风电机组4122潜在可开发区域513寒冷气候下风电机组的运行6131大雨6132雷击7133寒冷气候辅助设备814山地区域风电机组的运行10141高海拔的影响10142山地环境的特点10143风能资源11144空气密度随海拔的变化16145风机在不同空气密度下的功率和推力18146非标准空气密度下的功率曲线20147低空气密度的对策2415覆冰期间风电机组的运行2716海上结冰31参考文献32第2章风电机组结冰的相关特点3421结冰对风电机组的影响3422风电机组上的覆冰生长3723覆冰的前提条件4024结冰过程相关参数4325结冰事件的定义4526结冰检测47261机电系统48262电子系统48263光学系统48264风机参数49265噪声测量49266叶片表面的热力学状态49寒冷气候下的风电机组结冰影响与防治系统目录267加热和未加热风速计的读数差异50268风机结冰检测系统综合评价50269测量现场的结冰情况5127冰冻气候下测风仪的运行情况5428覆冰预测模型57281短期覆冰预测57282超短期覆冰预测60283缺乏相关信息的场址覆冰风险评估6129甩冰和结冰风险67291场址参数72292甩冰质量74293脱离半径和方位角分布74294阻力和升力分布76295冰击事件76296地面上的冰块76210覆冰的经济风险81211防冰系统盈亏平衡分析82参考文献85第3章覆冰叶片的气动性能8731翼型周围的流态8732叶片翼型的空气动力学概述91321对称翼型91322非对称翼型9133覆冰翼型的空气动力学概述9234覆冰对气动性能的影响9735数值模拟10036航空领域的试验测试101361识别覆冰的几何形状101362拟合冰的真实几何形状10737覆冰的类型和边界层107371离散粗糙度108372角状冰110373顺流冰111374翼向脊状冰112375失速行为118376平稳空气动力学，三维和旋转效应11838覆冰对发电量的影响11939覆冰对风机气动性能的影响123391气动弹性模型124392叶片覆冰的物理模型125393物理模型敏感性分析12839420年疲劳寿命评估128310覆冰叶轮不平衡的简化分析133参考文献135第4章结冰过程13841冰的形成机理13842结冰/防冰条件模拟13943外部流场和温度场14144表面润湿度建模143441液滴撞击固定圆柱体146442驻点撞击率的确定149443粒子轨迹二维计算方法154444固定圆柱体的求解157445零攻角翼型前缘的撞击率161446非零攻角和尺度效应的撞击率163447示例165448旋转翼型16945质量守恒方程174451基本质量流量分析175452水膜连续性和破裂17846冻结系数和Messinger模型18047能量守恒方程181471表面传热系数182472长波辐射183473短波辐射18348问题的求解184481情况A：结冰表面Tw482情况B：无冰表面Ts>0℃186483叶片结冰实例18749冰面的热流体动力学过程192491表面微观物理学193492一般结冰过程中的回流水动力学和扩展的Messinger模型193参考文献198第5章防冰系统20051引言20052防冰系统评估流程20353防冰系统概述与讨论20654防冰系统分类206541基于运行原理的防冰系统分类206542机械防冰系统和热力防冰系统206543其他防冰系统20755基于持续时间的防冰系统分类20856基于能量需求的防冰系统分类20857防冰系统在风电机组中的应用208571电加热防冰系统209572管道内热空气循环加热系统 21158管道内热空气防冰系统的设计217581几何建模218582热流体动力分析 218583共轭传热分析219584截水率221585设计结果22159防冰系统的能量效率229510估算防冰所需功率的简化方法229511防冰系统新技术2385111机械防冰2385112热力防冰2395113低附着力涂层材料255512海上防冰系统257参考文献257参考阅读259物理量表267

本书对于我国有非常现实的意义：我国风能资源主要集中在气候寒冷的三北(东北、西北、华北)地区和湿度较大的东南沿海地区，其中云贵、两广、两湖、江浙等地区为我国风电发展较快的地区。低温潮湿的环境下，这些地区的风电机组叶片存在严重的冰冻问题，风电机组叶片的冰冻问题会影响叶片的空气动力学轮廓，引起风电机组的附加载荷与额外振动，降低叶片及机组的使用寿命，导致机组故障，影响风力发电场的发电量。风电机组叶片挂冰运转，将使风电机组的发电量减少10%-20%，使得许多在役机组发电量低于投资预期，造成低效资产。冰冻往往造成风力发电机组过载运行，甚至会造成风电机组局部破损或整体坍塌。由此可见，冰冻问题已成为制约冰冻地区风电市场开发建设的重要因素。

风电机组叶片的冰冻问题会影响叶片的空气动力学轮廓，引起风电机组的附加载荷与额外振动，降低叶片及机组的使用寿命，导致机组故障，影响风电场的发电量，甚至会造成风电机组局部破损或整体坍塌。可见，冰冻问题已成为制约冰冻地区风电市场开发建设的重要因素。 本书旨在解决在寒冷气候下风电机组运行的关键问题，着重阐述结冰机理，分析其影响，并介绍防治措施。主要内容包括寒冷气候对风电机组设计和运行的影响、风电机组结冰的机理、结冰过程、防冰系统和热除冰系统的设计等。本书包含了丰富且细致的科学分析以及与流体动力学和热力学有关的计算和实例，还给出了实用的分析模型和数值模型，用于计算结冰影响和设计评估。

本书对于我国有很好现实的意义：我国风能资源主要集中在气候寒冷的三北（东北、西北、华北）地区和湿度较大的东南沿海地区，其中云贵、两广、两湖、江浙等地区为我国风电发展较快的地区。低温潮湿的环境下，这些地区的风电机组叶片存在严重的冰冻问题，风电机组叶片的冰冻问题会影响叶片的空气动力学轮廓，引起风电机组的附加载荷与额外振动，降低叶片及机组的使用寿命，导致机组故障，影响风力发电场的发电量。风电机组叶片挂冰运转，将使风电机组的发电量减少10%-20%，使得许多在役机组发电量低于投资预期，造成低效资产。冰冻往往造成风力发电机组过载运行，甚至会造成风电机组局部破损或整体坍塌。由此可见，冰冻问题已成为制约冰冻地区风电市场开发建设的重要因素。 风电机组叶片的冰冻问题会影响叶片的空气动力学轮廓，引起风电机组的附加载荷与额外振动，降低叶片及机组的使用寿命，导致机组故障，影响风电场的发电量，甚至会造成风电机组局部破损或整体坍塌。可见，冰冻问题已成为制约冰冻地区风电市场开发建设的重要因素。 本书旨在解决在寒冷气候下风电机组运行的关键问题，着重阐述结冰机理，分析其影响，并介绍防治措施。主要内容包括寒冷气候对风电机组设计和运行的影响、风电机组结冰的机理、结冰过程、防冰系统和热除冰系统的设计等。本书包含了丰富且细致的科学分析以及与流体动力学和热力学有关的计算和实例，还给出了实用的分析模型和数值模型，用于计算结冰影响和设计评估。