数字液压风力机可根据风速大小使相应排量液压泵参与工作,使液压风力机在整个工作风速范围内始终保持高效。由于大型风力机不具备开展实验研究的条件,且风力机中的液压系统具有较强的非线性,为了准确研究数字液压风力机多泵切换时系统工作特性的变化规律,提出了一种基于Links-RT的数字液压风力机半实物仿真系统,并对数字液压风力机风轮特性模拟和最大功率跟踪控制进行设计。通过风速阶跃变化、恒定风速时多泵切换、渐变风速多泵切换3种工况下数字液压风力机工作特性的实时仿真测试,验证了数字液压风力机半实物仿真系统的正确有效性,为数字液压风力机的稳定运行和风能高效利用提供理论依据和技术参考。

采用大涡模拟方法,研究添加仿生脊状结构对翼型流场和气动性能的影响,讨论了添加脊状结构后翼型流场的流动特性和涡结构特性。研究发现:(1)在α=6°攻角下,仿生翼型改善了边界层分离情况,后段布置的脊状结构能够有效推迟翼型边界层分离点,抑制边界层大涡形成,控制分离涡的发展和脱落,表现出更好的控制效果。(2)仿生翼型不仅提高了翼型的升力系数更在很大程度上降低了翼型的阻力系数,升阻比较原翼型有了较大提高。

风力机液压变桨距系统是一电液比例阀控缸位置控制系统,其机构为摇块结构,本文利用AMESim在机液系统建模优势建立了变桨距系统的仿真模型,并在Matlab软件中的动态仿真工具Simulink,构建了风力机其余部件的仿真模型,利用AMESim和Matlab/Simulink的各自优势建立了联合仿真模型,针对三种风况进行了仿真分析,取得了良好的效果,同时也验证了该风力机模型的有效性。

以减少液压系统油压损耗为方向,以电磁阀控制为方式,通过对偏航系统回路的硬件配置和电气控制进行了优化设计,通过分析该设计方案在经济性和安全性上有了极大的提升。

基于风电场现场数据,根据故障率、故障时间和维修成本等指标确定影响风力机可靠性的主要零部件。利用FTA法分析主要零部件故障的具体原因;采用相关性分析法分析风力机故障率与环境因素(风速、温度及环境湿度)之间的相关性;利用季节指数分析风力机故障率的季节性特征。结果表明:液压系统﹑电气控制系统和偏航系统故障是造成风力机故障率高的主要原因,故障率占比达67.91%;发电机和传动系统虽然故障率较低,但其平均故障时间和维修成本更高;故障率与风速、温度和湿度存在明显相关性,其中故障率与风速存在负相关关系,与温度和环境湿度存在正相关性。

为了能在实验室条件下对风力发电技术进行研究,在分析风力机工作特性的基础上,采用直流电机转矩控制方案实现风力机特性的模拟,并运用Sim plore r对直流电机模拟风力机进行了仿真,仿真结果表明实际电流能很好地跟踪给定电流,直流电机能够模拟风力机。

本文对S809翼型的静态气动性能用CFD方法进行了数值模拟和分析，在计算过程中，使用了4种湍流模型对S809翼型进行了全湍流模拟，发现SST k-ω湍流模型的模拟效果与实验结果最为接近。但是大迎角状态下，S-A模型和k-ε模型预测的气流分离点较实验值靠后，导致升力显著高于实验值。另外，k-ε湍流模型算得的升力系数和k-ω湍流模型算得的阻力系数，与实验值的误差都比其他湍流模型大很多。之后又比较了SST k-ω湍流模型模拟的翼型几个状态下的表面压力分布和流场结构，研究了翼型静态失速下的气动性能。模拟结果显示，翼型边界层流动发生分离后，分离点在翼型吸力面上，且随着攻角的增大，分离点向前缘移动，直到整个翼型吸力面的边界层都发生了分离。当攻角足够大时，分离尾迹涡又重新附着在翼型壁面上，形成二次涡。

该文在前期液压变桨执行机构系统设计的研究基础上,利用Matlab/Simulink中SimHydraulics建立了完整的风力机液压变桨执行机构物理仿真模型,同时给出了传递函数数学建模结果,并对两种建模方法得到的液压变桨执行机构模型的稳定性作了比较分析,最后通过SimHydraulics所建液压变桨执行机构模型与风力机整机模型联合仿真,完成了风力机的变桨功率控制仿真实验.仿真结果表明,相比传递函数、状态方程、功率键合图等数学建模方法,SimHydraulics物理建模方法所建模型精确性更高,基于该模型的风力机功率控制、稳定性、可靠性等相关分析研究的准确性和可靠性也较高.

叶片作为风电机组的关键部件之一其设计和可靠性直接关系到风力发电机组的安全运行而气动性能的好坏将会直接影响到叶片外形设计及机组效率。因此对叶片进行气动性能计算和数值模拟成为必要。根据动量叶素理论建立风力机叶片气动计算模型考虑到叶尖损失叶根损失叶片宽度和厚度等因素的影响对该模型进行修正。用MATLAB语言编制计算程序针对某一具体翼型数据进行了气动性能的计算分析了风轮实度、安装角、锥角以及偏航等因素对叶片气动性能的影响。

针对雷诺数对大型风力机常用的DU系列翼型气动性能的影响以DU25、DU30、DU40三种厚度翼型为研究对象采用Gambit6.3对模型进行流场网格划分利用商用CFD软件Fluent14.0对其进行气动性能计算并对其升力特性、阻力特性、升阻比及力矩系数等气动性能参数在（0～30）＆#176;攻角范围内进行了分析比较.结果表明在一定攻角范围内雷诺数越大翼型的升力系数越大阻力系数越小升阻比越大并且翼型的相对厚度越小其气动性能受雷诺数影响越大.研究结果为今后的风力机叶片设计及优化提供了一定的参考依据对片优化具有一定的指导意义.