| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 英文缩写对照表 | 第13-14页 |
| 符号表 | 第14-16页 |
| 1 绪论 | 第16-30页 |
| 1.1 研究背景 | 第16-17页 |
| 1.2 研究进展 | 第17-26页 |
| 1.2.1 风力机的本体与控制器分离设计 | 第17-20页 |
| 1.2.2 本体与控制器分离设计的局限性 | 第20-23页 |
| 1.2.3 一体化设计提升低风速风力机风能捕获效率的潜力 | 第23-26页 |
| 1.3 本文的研究工作 | 第26-30页 |
| 1.3.1 问题的提出 | 第26-27页 |
| 1.3.2 研究内容 | 第27页 |
| 1.3.3 研究成果 | 第27-28页 |
| 1.3.4 章节安排 | 第28-30页 |
| 2 风力机本体参数对MPPT性能的影响分析及敏感参数提取 | 第30-47页 |
| 2.1 风力机闭环模型 | 第30-32页 |
| 2.2 影响因素的分类与提取 | 第32-33页 |
| 2.3 影响程度的评估指标 | 第33-34页 |
| 2.4 影响因素分析及敏感参数提取 | 第34-45页 |
| 2.4.1 影响因素的量化分析方法 | 第34-35页 |
| 2.4.2 影响因素的仿真分析结果 | 第35-41页 |
| 2.4.3 敏感本体参数的提取 | 第41-45页 |
| 2.5 小结 | 第45-47页 |
| 3 考虑翼型外形对MPPT影响的翼型多攻角设计 | 第47-56页 |
| 3.1 翼型多攻角设计的必要性:叶素运行攻角分散分布 | 第47-48页 |
| 3.2 基于来流风能的叶素运行攻角分布的描述方法 | 第48-49页 |
| 3.3 翼型多攻角设计方法 | 第49-51页 |
| 3.3.1 目标函数 | 第50页 |
| 3.3.2 设计变量和约束条件 | 第50-51页 |
| 3.3.3 优化算法 | 第51页 |
| 3.4 仿真比较与分析 | 第51-55页 |
| 3.4.1 仿真基准和参数设置 | 第51-52页 |
| 3.4.2 设计攻角和权重系数的选择 | 第52-53页 |
| 3.4.3 优化结果及分析 | 第53-55页 |
| 3.5 小结 | 第55-56页 |
| 4 考虑C_P-λ曲线的平缓度对MPPT影响的叶片气动优化 | 第56-71页 |
| 4.1 C_P-λ曲线的平缓度对MPPT的影响 | 第56-57页 |
| 4.2 基于来流风能的叶片运行叶尖速比分布的描述方法 | 第57-59页 |
| 4.3 叶片多工况优化问题中目标函数的定义 | 第59-60页 |
| 4.4 考虑C_P-λ曲线平缓度对MPPT影响的叶片多工况气动优化 | 第60-64页 |
| 4.4.1 基准风力机与仿真参数 | 第60-61页 |
| 4.4.2 目标函数的确定 | 第61-62页 |
| 4.4.3 设计变量和约束条件 | 第62-63页 |
| 4.4.4 优化算法及优化流程 | 第63-64页 |
| 4.5 仿真比较与分析 | 第64-69页 |
| 4.5.1 单工况设计算例 | 第64页 |
| 4.5.2 优化叶片的气动外形 | 第64-65页 |
| 4.5.3 优化叶片的闭环性能 | 第65-67页 |
| 4.5.4 多工况叶片与初始叶片的比较 | 第67-68页 |
| 4.5.5 多工况叶片与单工况叶片的比较 | 第68-69页 |
| 4.6 小结 | 第69-71页 |
| 5 考虑C_P-λ曲线的λ_(opt)对MPPT影响的叶片气动优化 | 第71-81页 |
| 5.1 最优叶尖速比对风力机静、动态性能的影响 | 第71-74页 |
| 5.1.1 λ_(opt)对静态气动性能的影响 | 第71-72页 |
| 5.1.2 λ_(opt)对MPPT动态过程的影响 | 第72-73页 |
| 5.1.3 λ_(opt)通过影响C_(P.max)和MPPT动态过程而影响风能捕获效率 | 第73-74页 |
| 5.2 考虑λ_(opt)对MPPT影响的联合气动优化方法 | 第74-77页 |
| 5.2.1 传统分离逆设计和联合优化的结构比较 | 第74-75页 |
| 5.2.2 联合优化流程 | 第75-77页 |
| 5.3 仿真对比与分析 | 第77-79页 |
| 5.4 小结 | 第79-81页 |
| 6 考虑C_Pλ-曲线的平缓度及λ_(opt)对MPPT影响的叶片气动优化 | 第81-100页 |
| 6.1 气动性能参数对p(U_(λ_j))的影响 | 第81-83页 |
| 6.1.1 最优叶尖速比:影响p(U_(λ_j))的敏感参数 | 第81-83页 |
| 6.1.2 最优叶尖速比对运行叶尖速比分布的影响机理 | 第83页 |
| 6.2 多工况目标函数:平均风能捕获效率 | 第83-85页 |
| 6.2.1 多工况目标函数的解释 | 第83-84页 |
| 6.2.2 多工况目标函数的更新策略 | 第84-85页 |
| 6.3 考虑C_P-λ曲线平缓度及λ_(opt)对MPPT影响的叶片气动优化 | 第85-88页 |
| 6.3.1 目标函数 | 第85页 |
| 6.3.2 设计变量和约束条件 | 第85-87页 |
| 6.3.3 优化算法和流程 | 第87-88页 |
| 6.4 仿真对比与分析 | 第88-95页 |
| 6.4.1 基准优化方法和风速 | 第88页 |
| 6.4.2 以NREL 1.5 MW风力机为基准的仿真分析 | 第88-92页 |
| 6.4.3 以NREL 5 MW风力机为基准的仿真分析 | 第92-95页 |
| 6.5 基于风力机动模实验平台的实验验证 | 第95-98页 |
| 6.5.1 风力机动模实验平台介绍 | 第95-97页 |
| 6.5.2 以NREL 1.5 MW风力机为基准的实验结果分析 | 第97-98页 |
| 6.6 小结 | 第98-100页 |
| 7 总结与展望 | 第100-102页 |
| 致谢 | 第102-103页 |
| 参考文献 | 第103-112页 |
| 附录 | 第112-116页 |
| 附录A 关于一体化设计中一些不确定因素的仿真说明 | 第112-115页 |
| A.1 多工况优化方法中的△λ及r_(tot)取值 | 第112页 |
| A.2 多工况优化方法中弦长的约束 | 第112-113页 |
| A.3 联合优化的终止条件 | 第113-115页 |
| 附录B 攻读博士学位期间的学术成果 | 第115-116页 |
