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一种用于风力涡轮机应用中精确预测三维时空风场的新型频域物理信息神经网络
A novel frequency-domain physics-informed neural network for accurate prediction of 3D spatio-temporal wind fields in wind turbine applications
Shaopeng Li · Xin Li · Yan Jiang · Qingshan Yang 等7人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.386
摘要 风能是全球关键的清洁能源之一。风力涡轮机的结构安全性和动力响应分析在很大程度上受到其所在位置风速数据可获得性与精度的影响。然而，气象观测站分布稀疏，通常难以获取高分辨率的空间风速数据，因此需要采用条件模拟方法来补充低分辨率的观测数据。本研究针对这一挑战，提出了一种频域物理信息神经网络（FD-PINN），该方法利用频域信息，旨在实现对风力涡轮机三维（3D）时空风场的精准预测。该方法构建了一个深度神经网络，并将其与关键物理模型相结合，包括风谱、风场相干函数以及风速廓线。通过融合这些物理先验知识...
解读: 该频域物理信息神经网络技术对阳光电源风电变流器及新能源场站具有重要价值。通过高精度3D时空风场预测,可优化SG系列风电变流器的功率预测算法和主动抗扰控制策略,提升MPPT效率。结合iSolarCloud平台,该深度学习方法可增强风光储混合电站的预测性维护能力,优化储能系统ST系列PCS的充放电策略。...
考虑地形坡度和风机位置影响的二维山丘上风力机尾流特性的风洞研究
Wind tunnel study of wind turbine wake characteristics over two-dimensional hill considering the effects of terrain slope and turbine position
Yao Chen · Bowen Yan · Meng Yu · Guoqing Huang 等8人 · Applied Energy · 2025年1月 · Vol.380
摘要 风电场中风机之间的尾流干扰会导致风电场整体发电功率显著下降。本研究通过系统的风洞试验，对在不同坡度的二维山丘上处于不同位置的风力机尾流特性进行了研究，其中风力机轮毂高度与山丘高度相同，均为250 mm，转子直径为400 mm。首先，提出了一种新的归一化方法，用于公平评估风力机在山丘不同位置处的尾流速度亏损。研究发现，位于山顶的风力机尾流受地形影响显著大于位于山前或山后的风力机。随后，系统分析了地形对风力机尾流的影响，包括速度亏损和附加湍流强度。山丘坡度主要影响风力机背风侧的尾流特性：当风力...
解读: 该风电尾流研究对阳光电源复杂地形风电场储能系统配置具有重要参考价值。研究揭示的山地地形对尾流特性的影响规律,可指导ST系列储能变流器在山地风电场的微观选址与容量优化配置。针对陡坡山顶尾流恢复快、缓坡尾流扩散宽的特性,可优化PowerTitan储能系统的功率平抑策略,通过iSolarCloud平台实时...
双平行索桁架支撑的光伏结构：风致振动及影响因素评估
Two parallel cable trusses-supported photovoltaic structure: wind-induced vibration and evaluation of influence factors
Jingyao Lia · Shidong Nie · Min Liu · Qingshan Yang 等8人 · Solar Energy · 2025年1月 · Vol.299
索支撑光伏结构应用广泛，但风致振动（WIV）仍是主要关注问题。本研究通过气弹模型试验，对一座跨度为40米的双平行索桁架支撑光伏结构的风致振动特性及其影响因素进行了研究。在不同湍流强度的来流条件下，测量了结构的位移和索力响应，并评估了湍流强度、索预张力以及光伏板倾角的影响。结果表明，结构表现出两种不同的动力响应：抖振和自激振动（SEV）。在湍流流场中，结构响应表现为抖振，其时域响应具有随机性，且符合高斯分布特征；而在均匀流场中观察到自激振动，表现为幅值受限的周期性振动和振动频率收敛现象，并在位移和...
解读: 该研究揭示了大跨度柔性光伏支架的风致振动机理，对阳光电源地面电站系统设计具有重要参考价值。研究发现湍流强度和组件倾角是关键影响因素：倾角每增10°临界风速最多降37.5%，湍流度0.2时振幅为0.1时的1.6倍。这为SG系列逆变器配套的柔性支架方案提供优化依据：建议在高风速区域降低组件倾角配合MPP...