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基于多策略混合鲸鱼-蚁群优化算法的装配序列优化 被引量:1
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作者 黎响 王永 田德 《太阳能学报》 北大核心 2025年第2期565-575,共11页
装配序列规划(ASP)是风电机组设计和制造的关键内容,对产品的生产效率和成本有重要影响。SP问题是一个典型的NP完全问题,需使用有效的方法来搜索最优或近优的装配序列,但常用智能优化算法的参数值获取比较困难,导致在搜索效率和收敛精... 装配序列规划(ASP)是风电机组设计和制造的关键内容,对产品的生产效率和成本有重要影响。SP问题是一个典型的NP完全问题,需使用有效的方法来搜索最优或近优的装配序列,但常用智能优化算法的参数值获取比较困难,导致在搜索效率和收敛精度上存在一定局限性。为此,提出一种求解SP问题的多策略混合鲸鱼-蚁群优化算法。在计算过程中,使用增加精英反向学习策略(OBL)、差分进化算法(DE)的多策略混合鲸鱼算法优化蚁群算法的参数,然后再采用蚁群算法搜索最优或近优的装配序列。计算实验表明:多策略混合鲸鱼-蚁群优化算法降低了参数设置的复杂性,在求解SP问题上,与传统蚁群算法相比,算法的收敛速度和寻优能力得到很大提高。 展开更多
关键词 装配序列规划 风电机组 参数 多策略混合鲸鱼-蚁群算法
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新型多立柱基础的15 MW漂浮式风电机组动态响应研究
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作者 孟慧雯 刘永前 +3 位作者 田德 龙凯 吴晓璇 孙科 《太阳能学报》 北大核心 2025年第12期662-670,共9页
漂浮式风电机组(FOWT)的超大型化发展使其在较小的环境载荷下产生较大的运动,基于此,提出一种适用于深远海的15 MW FOWT新型小直径多侧立柱半潜式基础(MRD)。基于ANSYS AQWA进行频域水动力计算,同时结合openFAST建立全耦合数值模型并进... 漂浮式风电机组(FOWT)的超大型化发展使其在较小的环境载荷下产生较大的运动,基于此,提出一种适用于深远海的15 MW FOWT新型小直径多侧立柱半潜式基础(MRD)。基于ANSYS AQWA进行频域水动力计算,同时结合openFAST建立全耦合数值模型并进行动态响应分析,在额定风况下与UMaine VolturnUS-S(UMaine)参考基础进行对比。自由衰减测试证明:MRD基础在垂荡和纵摇方向的固有频率较小,产生结构共振的可能性降低;频域分析结果指出,与UMaine相比,MRD纵荡波激励减小,垂荡和纵摇附加质量和辐射阻尼增大,且纵荡、垂荡和纵摇响应幅度算子(RAOs)均减小;全耦合动态响应分析结果表明:MRD纵荡和垂荡均优于UMaine,且输出功率最大值增大。研究结果可为深远海超大型FOWT半潜式基础的概念设计提供理论参考。 展开更多
关键词 海上风电机组 半潜式基础 动态响应 多立柱设计 全耦合模型
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浓缩风能型风力发电机的整体模型风洞实验(第Ⅲ报) 被引量:16
3
作者 田德 刁明光 +3 位作者 黄顺成 郭凤祥 高宏中 刘树民 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第2期92-96,共5页
低速风洞内进行的实验结果表明:当风速为5.50m/s时,浓缩风能型风力发电机模型的输出功率为100W,是直径相等的普通型风力发电机(风力机和发电机的总机械效率为0.332时)的输出功率的3.8倍;其输出功率相当于目前... 低速风洞内进行的实验结果表明:当风速为5.50m/s时,浓缩风能型风力发电机模型的输出功率为100W,是直径相等的普通型风力发电机(风力机和发电机的总机械效率为0.332时)的输出功率的3.8倍;其输出功率相当于目前我国草原上使用的小型风力发电机输出功率的6倍; 展开更多
关键词 浓缩风能 发电机 风洞实验 风力发电机
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对扩散管边界层进行的喷射和抽吸实验(第五报) 浓缩风能型风力发电机的整体模型风洞实验 被引量:12
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作者 田德 郭凤祥 +2 位作者 刘树民 黄顺成 刁明光 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第3期189-192,共4页
浓缩风能型风力发电机是把稀薄的风能浓缩后利用的一种新型风力发电机组。依据大量的风洞实验数据,分析论证了不使用其它动力源,利用浓缩装置前方入口外侧形成的高压和浓缩装置侧面形成的低压,采用高压喷嘴喷出和抽吸孔对浓缩装置内... 浓缩风能型风力发电机是把稀薄的风能浓缩后利用的一种新型风力发电机组。依据大量的风洞实验数据,分析论证了不使用其它动力源,利用浓缩装置前方入口外侧形成的高压和浓缩装置侧面形成的低压,采用高压喷嘴喷出和抽吸孔对浓缩装置内扩散管的边界层进行喷射和抽吸可提高浓缩风能效果,使风力发电机输出功率增大。 展开更多
关键词 浓缩风能 喷射 抽吸 风力发电机 风洞实验
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浓缩风能型风力发电机三与四叶片叶轮的风洞实验研究 被引量:13
5
作者 田德 刁明光 王海宽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期74-80,共7页
浓缩风能型风力发电机的理论核心是将稀薄的风能浓缩后利用,有效地改善风能密度低和稳定性差等弱点。其叶轮的工作流场与自然风场不同,具有特殊性。通过设计制造了6种不同翼型三叶片、四叶片等截面和变截面叶轮,在风洞中进行实验,获取... 浓缩风能型风力发电机的理论核心是将稀薄的风能浓缩后利用,有效地改善风能密度低和稳定性差等弱点。其叶轮的工作流场与自然风场不同,具有特殊性。通过设计制造了6种不同翼型三叶片、四叶片等截面和变截面叶轮,在风洞中进行实验,获取了叶轮功率输出特性,发现了等截面和变截面叶轮的不同特性,为推动浓缩风能型风力发电机叶轮的实验研究和理论设计提供了依据。 展开更多
关键词 浓缩风能型 风力发电机发电 叶轮 特性 风洞实验
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浓缩风能型风力发电机的研究与进展 被引量:19
6
作者 田德 王海宽 韩巧丽 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第z1期177-181,共5页
浓缩风能型风力发电机的理论核心是将稀薄的、呈湍流运动特征的自然风浓缩后利用,有效地对自然风进行加速、整流,改善了风能密度低和不稳定性等弱点,提高了风力发电机工质的品位.通过风洞实验和在中国、日本进行的小型机组实际运行实验... 浓缩风能型风力发电机的理论核心是将稀薄的、呈湍流运动特征的自然风浓缩后利用,有效地对自然风进行加速、整流,改善了风能密度低和不稳定性等弱点,提高了风力发电机工质的品位.通过风洞实验和在中国、日本进行的小型机组实际运行实验,验证了浓缩风能理论的合理性,证明了浓缩风能型风力发电机具有切入风速低、发电量大、噪音低、安全性高、寿命长、度电成本低等特点,论证了浓缩风能型风力发电机向中、大型机组发展的可能性. 展开更多
关键词 浓缩风能型风力发电机 研究 发展
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基于差分进化算法的风电机组变桨参数寻优 被引量:8
7
作者 田德 高洋 +1 位作者 闫肖蒙 邓英 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2154-2161,共8页
针对大型双馈式风电机组变桨控制器参数优化问题,提出基于差分进化算法离线寻优变桨控制器PI参数的策略。基于GH Bladed软件得出的双馈式风电机组的高阶线性化模型,利用Matlab软件辨识出既满足精度要求,又可进行参数寻优的低阶模型。然... 针对大型双馈式风电机组变桨控制器参数优化问题,提出基于差分进化算法离线寻优变桨控制器PI参数的策略。基于GH Bladed软件得出的双馈式风电机组的高阶线性化模型,利用Matlab软件辨识出既满足精度要求,又可进行参数寻优的低阶模型。然后采用差分进化算法优化变桨PI控制器参数。利用寻优得到的参数进行变增益变桨控制,以达到稳定功率的控制目标。以5 MW双馈式风电机组为研究对象进行仿真验证。在阵风工况下,寻优后的输出功率很快恢复到额定值附近,而且最大偏离量较优化前小。在平均风速为16、18和20 m/s的湍流风工况下,寻优后的输出功率标准差较优化前分别降低23.31%、22.78%和18.32%。 展开更多
关键词 风电机组 功率控制 PI控制 差分进化算法 系统辨识
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浓缩风能装置内部流场模拟计算可靠性分析 被引量:7
8
作者 田德 姬忠涛 韩巧丽 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2362-2367,共6页
以两个浓缩风能装置模型为研究对象,进行流场特性的理论分析和数值计算,并与车载实验结果进行比较。结果表明:两模型均起到浓缩风能的作用,可有效提高风能的能流密度;可利用CFD软件对不同浓缩风能装置进行定性分析,实现对浓缩风能装置... 以两个浓缩风能装置模型为研究对象,进行流场特性的理论分析和数值计算,并与车载实验结果进行比较。结果表明:两模型均起到浓缩风能的作用,可有效提高风能的能流密度;可利用CFD软件对不同浓缩风能装置进行定性分析,实现对浓缩风能装置的外形优化。 展开更多
关键词 浓缩风能装置 流场分布 风能 可靠性 仿真
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考虑预测误差的综合能源系统优化调度模型 被引量:14
9
作者 田德 陈忠雷 邓英 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期1890-1896,共7页
研究综合能源系统优化调度,实现预测误差下的经济可靠运行。分析综合能源系统的结构和负荷特性;在考虑风光负荷预测误差的条件下,建立基于风电、光伏发电、柴油发电及储能系统运行成本的优化调度模型;采用改进粒子群算法进行算例求解。... 研究综合能源系统优化调度,实现预测误差下的经济可靠运行。分析综合能源系统的结构和负荷特性;在考虑风光负荷预测误差的条件下,建立基于风电、光伏发电、柴油发电及储能系统运行成本的优化调度模型;采用改进粒子群算法进行算例求解。经验证,优化储能系统和柴油发电调度模型,使系统既能较好地平抑风光负荷的波动性,又能实现最优经济运行。 展开更多
关键词 改进粒子群算法 调度算法 运行成本 综合能源系统
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基于伴随方法的低风速风电机组翼型优化研究 被引量:3
10
作者 田德 吴志学 +2 位作者 罗涛 路宏 王若愚 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2064-2070,共7页
以提高翼型的升阻比为优化目标,基于CFD(computational fluid dynamics)数值模拟,利用基于控制理论的伴随(Adjoint)方法及网格快速变形理论,在低风速条件下,分别对水平轴风电机组叶片通常使用的传统航空翼型NACA0012和风电机组专有翼型S... 以提高翼型的升阻比为优化目标,基于CFD(computational fluid dynamics)数值模拟,利用基于控制理论的伴随(Adjoint)方法及网格快速变形理论,在低风速条件下,分别对水平轴风电机组叶片通常使用的传统航空翼型NACA0012和风电机组专有翼型S8036进行仿真优化研究。结果表明:结合基于控制理论的伴随算法及网格快速变形方法,可有效改进优化2种不同类型翼型的气动性能。在相同的流场条件下,优化得到的翼型分别与初始翼型NACA0012和S8036相比,升阻比分别提高8.75%和16.74%。 展开更多
关键词 升阻比 风电机组 气动外形 伴随方法 翼型优化
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基于土壤阻尼曲线的海上风电机组响应分析 被引量:2
11
作者 田德 陈静 +2 位作者 陶立壮 罗涛 邓英 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期2886-2891,共6页
以NREL 5 MW单桩式海上风电机组为研究对象,基于p-y曲线法与土壤阻尼曲线建立有限元模型,通过自由振动分析与时域仿真分析,分别获得基于土壤阻尼曲线的海上风电机组结构响应。结果表明:支撑结构土壤阻尼对土壤剪应变较为敏感,且在自由... 以NREL 5 MW单桩式海上风电机组为研究对象,基于p-y曲线法与土壤阻尼曲线建立有限元模型,通过自由振动分析与时域仿真分析,分别获得基于土壤阻尼曲线的海上风电机组结构响应。结果表明:支撑结构土壤阻尼对土壤剪应变较为敏感,且在自由振动分析结果额定条件下达到最大值1.259%;相比塔顶位移与转角,泥面位移与转角最大值对土壤阻尼响应更为敏感。在设计过程中,考虑土壤材料阻尼时,可选择土壤阻尼曲线用于土壤建模。 展开更多
关键词 海上风电机组 有限元分析 土壤结构相互作用 阻尼
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风光储微电网系统复合储能的网格式优化 被引量:15
12
作者 田德 陈忠雷 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第21期196-201,共6页
为了提高微电网对可再生能源发电的消纳能力,降低微电网中可再生能源发电对外部电网的不良影响,该文研究了风光储微电网复合储能系统的网格化分布及容量匹配方法,提出了风光储微电网自适应网格化分层控制策略。建立基于风电、光伏、网... 为了提高微电网对可再生能源发电的消纳能力,降低微电网中可再生能源发电对外部电网的不良影响,该文研究了风光储微电网复合储能系统的网格化分布及容量匹配方法,提出了风光储微电网自适应网格化分层控制策略。建立基于风电、光伏、网格化复合储能系统、分布式负载的微电网模型,围绕研究内容进行仿真分析,采用改进粒子群算法(partical swarmoptimization,PSO)进行求解,结果表明该文提出的风光储微电网复合储能系统网格式优化方法和微网自适应网格化分层控制策略,可将微电网内可再生能源发电全部消纳,不对外进行功率输出,同时对外最大功率需求为895.8 kW,仅为传输功率上限的6.40%,并且对外电网功率需求出现在00:00~5:00和18:00~21:00时间段,该2个时间段均为电网低负荷的时间,对外电网的影响不大,不会给外电网带来沉重的压力。由此可见,提出的储能系统网格优化方法可有效地平抑微电网系统中源侧和用户行为的波动性,提升了电网对可再生能源的消纳能力,减少可再生能源对外电网的影响。 展开更多
关键词 优化 风能 太阳能 风光储 微电网 复合储能 自适应分层控制
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基于复合MPC算法的风电机组降载控制 被引量:3
13
作者 田德 陈忠雷 邓英 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第21期65-70,共6页
随着风电机组单机容量的不断增大,风电机组的关键部件承受的载荷也越来越大,对风电机组可靠性的要求也越来越高,因此,要求风电机组控制策略与技术,既能实现功率优化控制,又能实现降载控制。研究基于模型预测控制(Model Predictive Contr... 随着风电机组单机容量的不断增大,风电机组的关键部件承受的载荷也越来越大,对风电机组可靠性的要求也越来越高,因此,要求风电机组控制策略与技术,既能实现功率优化控制,又能实现降载控制。研究基于模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)理论,设计了一种基于风电机组多控制目标的运行区间划分方法的风电机组复合模型预测控制(Multi Model Predictive Control,Multi MPC)控制器。首先建立基于Matlab和TUV GL bladed的联合实时仿真平台,将MPC控制器与传统PI控制器进行对比分析,并以DUV GL Bladed软件中2 MW双馈式风电机组非线性模型作为研究对象,对Multi MPC控制器、MPC控制器和传统的比例积分微分(Proportional Integral Differential,PID)控制器进行了降载控制仿真分析。研究结果表明,MultiMPC控制器能够减小风电机组转速波动幅度,抑制转速超调量,降低传动链的载荷;能够抑制桨距角的波动幅度和变化速率,降低变桨距机构的运行载荷,提高机组运行可靠性。 展开更多
关键词 模型 控制算法 风电机组 降载控制器
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增压板迎风角对浓缩风能装置流场特性的影响 被引量:1
14
作者 田德 闫肖蒙 +2 位作者 林俊杰 陈静 邓英 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第7期1981-1987,共7页
为提高浓缩风能型风电机组的输出功率,以增压圆弧板及其迎风角为研究对象,对浓缩风能装置内部流场进行仿真分析,并通过车载实验和风洞实验数据验证数值模拟结果的可靠性。结果表明,增压圆弧板可有效提高浓缩风能效率;综合考虑制造成本... 为提高浓缩风能型风电机组的输出功率,以增压圆弧板及其迎风角为研究对象,对浓缩风能装置内部流场进行仿真分析,并通过车载实验和风洞实验数据验证数值模拟结果的可靠性。结果表明,增压圆弧板可有效提高浓缩风能效率;综合考虑制造成本、流场特性和风切变等因素,增压板迎风角为60°的浓缩风能装置模型流场特性较佳,最大流速是来流风速的2.36倍。 展开更多
关键词 浓缩风能装置 数值模拟 流场特性 风切变 增压板迎风角
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聚碳酸酯材料的浓缩风能装置流固耦合分析 被引量:2
15
作者 田德 姬忠涛 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期191-196,共6页
浓缩风能装置是浓缩风能型风力发电机的核心部分,其选材直接影响到浓缩风能型风力发电机的推广应用。该文应用流固耦合分析方法,采用CFD软件进行流场分析,对浓缩风能装置在特定风场下进行仿真模拟,得到了浓缩风能装置所处流场的风速和... 浓缩风能装置是浓缩风能型风力发电机的核心部分,其选材直接影响到浓缩风能型风力发电机的推广应用。该文应用流固耦合分析方法,采用CFD软件进行流场分析,对浓缩风能装置在特定风场下进行仿真模拟,得到了浓缩风能装置所处流场的风速和风压分布。将流场计算结果作为载荷加载到浓缩风能装置上,该装置在风中所受最大应力3.267 MPa,远小于拜耳makrolon 2407型聚碳酸酯的屈服应力66 MPa、断裂应力65 MPa以及弯曲强度98 MPa,因此该型号聚碳酸酯在强度上满足浓缩风能装置要求,可以替代目前所用材料冷轧钢板。该研究结果可为后期的结构改进和优化设计提供理论依据和参考。 展开更多
关键词 风能 材料 有限元法 浓缩风能装置 流固耦合 聚碳酸酯
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创建多学科交叉型风能与动力工程专业培养国际化复合型风电人才 被引量:1
16
作者 田德 刘永前 +2 位作者 邓英 王永 李琪 《教育教学论坛》 2013年第8期242-244,共3页
随着风电产业全球化的推进,风电市场对国际化人才的需求日益凸显,为适应国家和行业对人才的需求,经教育部批准,华北电力大学创建了风能与动力工程专业,提出了国内外领先的"多学科交叉,国际化教育与工程化教育融合,科技创新与教学相... 随着风电产业全球化的推进,风电市场对国际化人才的需求日益凸显,为适应国家和行业对人才的需求,经教育部批准,华北电力大学创建了风能与动力工程专业,提出了国内外领先的"多学科交叉,国际化教育与工程化教育融合,科技创新与教学相长,具有国际竞争力"的风电人才培养理念,并在全程教学环节中贯彻实施、研究、总结、提升。按照多学科交叉、博士化、国际化、工程化的师资培养模式,建立了教授与青年教师"传、帮、带"的共同发展模式,通过"走出去,请进来"的教学与培训方法,建设了一支年龄、专业结构合理的高素质、国际化的教学团队,在通过6年的探索和实践中取得了一定的成果。 展开更多
关键词 风能与动力工程 多学科交叉 国际化 复合型 风电人才
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聚能型风力发电机的研究 被引量:3
17
作者 田德 郭凤祥 +3 位作者 刘树民 黄顺成 刁明光 王海宽 《农村能源》 1998年第2期27-29,共3页
聚能型风力发电机是使自然风通过增速聚能装置把稀薄的不稳定的风能浓缩和均匀化之后利用的一种发电装置.风洞实验表明叶轮前方风的流速可达到自然风流速的-2.16倍,从而使发电机输出功率增大为相同叶轮的普通型风力发电利的5.08倍... 聚能型风力发电机是使自然风通过增速聚能装置把稀薄的不稳定的风能浓缩和均匀化之后利用的一种发电装置.风洞实验表明叶轮前方风的流速可达到自然风流速的-2.16倍,从而使发电机输出功率增大为相同叶轮的普通型风力发电利的5.08倍,并且起动风速低,提高了风能年利用率.因此风力发电成本降低. 展开更多
关键词 聚能 风力发电机 功率增大
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200W浓缩风能型风力发电机的应用及运行效果 被引量:16
18
作者 陈松利 田德 +2 位作者 辛海升 韩巧丽 孙云峰 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期225-229,共5页
浓缩风能型风力发电机是使自然风通过聚能装置把稀薄不稳定的风能浓缩和均匀化之后利用的一种风力发电装置。200 W小型机组已经在中国和日本多个地区应用,当自然风速为10 m/s时,发电机效率为0.603,机组功率达到了208.6 W,风能利用系数为... 浓缩风能型风力发电机是使自然风通过聚能装置把稀薄不稳定的风能浓缩和均匀化之后利用的一种风力发电装置。200 W小型机组已经在中国和日本多个地区应用,当自然风速为10 m/s时,发电机效率为0.603,机组功率达到了208.6 W,风能利用系数为0.52,运行效果良好。与其它国内外优秀机组相比具有风轮直径较小,起动风速低,风能利用系数较高等特点。该机组采用6叶片风轮,高风速时可自动限速,安全性高,应用前景广阔。 展开更多
关键词 风能 发电机 应用 风能利用系数 运行效果
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基于改进社交网络搜索算法的永磁同步电机参数辨识 被引量:2
19
作者 田德 吴晓璇 +1 位作者 苏怡 孟慧雯 《太阳能学报》 北大核心 2025年第4期604-611,共8页
针对传统永磁同步电机参数辨识方法中存在辨识速度慢、精度低、易陷入局部最优等缺点,提出一种基于改进社交网络搜索算法(ISNS)的永磁同步电机参数辨识方法。在SNS算法基础上引入Tent混沌初始化策略、莱维飞行策略、黄金正弦策略以及高... 针对传统永磁同步电机参数辨识方法中存在辨识速度慢、精度低、易陷入局部最优等缺点,提出一种基于改进社交网络搜索算法(ISNS)的永磁同步电机参数辨识方法。在SNS算法基础上引入Tent混沌初始化策略、莱维飞行策略、黄金正弦策略以及高斯变异策略,并基于测试函数验证所提ISNS算法的优越性。仿真结果表明,与其他算法相比,所提出的基于ISNS算法的参数辨识方法辨识速度更快,精度更高,对永磁同步电机的定子电阻、d轴电感、q轴电感以及磁链辨识精度分别为99.996%、99.934%、99.947%、99.962%。 展开更多
关键词 永磁同步电机 参数辨识 社交网络搜索算法 改进社交网络搜索算法 在线辨识 风力发电
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浓缩风能型风力发电机相似模型流场特性试验——车载法试验与分析 被引量:22
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作者 韩巧丽 田德 +1 位作者 王海宽 张文瑞 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期110-115,共6页
浓缩风能型风力发电机的流场具有特殊性,它的流场特性直接影响该类型风力发电机的性能。浓缩风能的目的是为了有效地提高风能品位、单机输出功率和风能资源利用率,降低风电度电成本。200W浓缩风能型风力发电机是由风洞测试后的浓缩风能... 浓缩风能型风力发电机的流场具有特殊性,它的流场特性直接影响该类型风力发电机的性能。浓缩风能的目的是为了有效地提高风能品位、单机输出功率和风能资源利用率,降低风电度电成本。200W浓缩风能型风力发电机是由风洞测试后的浓缩风能型风力发电机整体试验模型简化改进的实用机型。采用车载法对200W浓缩风能型风力发电机相似模型的流场进行了测试,运用皮托管和数字压力计测试了各断面特征点的总压、静压,获取了流场流速分布等特性。试验表明:相似模型的中央圆筒叶轮安装处流速增至来流流速的1.31倍,风能增至来流风能的2.25倍。通过相似模型的车载法试验结果分析研究,找出了流场流速分布的规律性。 展开更多
关键词 浓缩风能型风力发电机 相似模型 流场特性 车载法试验
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