考虑运行多工况的变速风机叶片设计攻角优化方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑运行多工况的变速风机叶片设计攻角优化方法，该方法基于PROPID软件的逆设计方法，考虑风轮设计过程中的设计攻角对风力机运行过程中攻角的分散分布特性的影响，将风力机动态性能指标P

Optimization method of blade design angle of attack for variable speed fan considering multiple operating conditions

【技术实现步骤摘要】
考虑运行多工况的变速风机叶片设计攻角优化方法
本专利技术属于风力机气动设计领域，特别是一种考虑运行多工况的变速风机叶片设计攻角优化方法。
技术介绍
变速风机(VSWT)作为目前风电市场的主流机型之一，在低于额定风速时，普遍采用最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)控制策略。它会根据风速的变化调整风轮转速，使风轮运行在最佳叶尖速比λopt，并以最大风能利用系数捕获风能。因此，传统的针对变速风机风轮的气动设计一般以提升单一工况点(即λopt)处的气动性能作为唯一目标。设计攻角作为风轮的重要气动参数之一，在传统的设计过程中，一般选取最大升阻比对应的攻角(最优攻角αopt)为唯一设计攻角。但是，变速风机由于采用的MPPT控制策略存在一个延时环节，工作在湍流风况下具有慢动态特性，运行工况不会始终维持在设计工况，导致运行攻角的分散分布。运行在非设计攻角下的风机，达不到预期的风能捕获效率。针对这一现象，现有技术提出多攻角优化设计方案，主要有以下两种方案：(1)从闭环系统的视角，根据叶素运行攻角分散分布这一特点，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑运行多工况的变速风机叶片设计攻角优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1、进行初始化操作：生成遗传算法的初始种群；种群中每个个体为不同位置的叶素的设计攻角α

【技术特征摘要】
1.一种考虑运行多工况的变速风机叶片设计攻角优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、进行初始化操作：生成遗传算法的初始种群；种群中每个个体为不同位置的叶素的设计攻角αdeg,i；
根据初始风轮的叶片数目、叶片半径、轮毂半径、翼型、弦长和扭角，初始化PROPID程序；
步骤2、利用PROPID程序完成叶素设计攻角为αdeg,i的气动逆设计，获得叶片气动外形参数，包括弦长与扭角；
步骤3、计算目标函数，即平均风能捕获效率Pfavg；
步骤4、判断终止条件是否满足，如果不满足，对种群进行遗传操作生成新的种群，然后返回步骤2；如果满足，则继续下一步；
步骤5、输出对应Pfavg最大值的优化风轮。


2.根据权利要求1所述的变速风机叶片的设计攻角的多工况优化方法，其特征在于，步骤2确定叶片气动外形参数，具体为：
步骤2-1、计算各叶素对应翼型在指定设计攻角αdeg,i升力系数；
步骤2-2、修改PROPID程序配置表中的升力系数分布；
步骤2-3、执行PROPID程序，获得指定设计攻角对应的叶片弦长与扭角。


3.根据权利要求1所述的变速风机叶片的设计攻角的多工况优化方法，其特征在于，步骤3计算平均风能捕获效率Pfav...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷明慧，汤仕杰，陈载宇，沈力，邹云，卜京，高一帆，王静波，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32