抄録/ポイント：
抄録/ポイント
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可変比ギアボックス(VRG)は,小型風力タービンを離散可変ロータ速度で運転することを可能にする。従来の可変速度の場合のように,この信頼性,低コスト,代替は電力変換装置を必要としない。著者によって行われた以前の研究は,VRGが受動ブレードを有する固定速度システムのための発電を増加できることを示した。本研究では,VRGとアクティブブレードを備えた風車の性能を特性化した。本研究の貢献は,ブレード根応力による発電を最適化する統合的フレームワークである。それは,風速に関連して使用されるVRG歯車比とピッチ角を指定する一組の制御規則を定義することによって動作する。3つの比率を,提案した手順を通して選択した。300kW風車モデルのシミュレーションに基づく事例研究を行い,提案した方法を実証した。モデルは,空力,機械,および電気サブモデルで構築される。これらのドライブトレイン成分は,移動空気の電力への変換をシミュレートするために一緒に働く。ブレード要素運動量(BEM)技術を用いて,ブレード荷重を計算した。機械システムギアボックスを通して,得られたトルクとロータ速度はそれぞれ減少し,増加した。次に,この出力を発電機に適用した。また,BEM技術を用いて,ブレードに適用した曲げと推力および荷重を決定した。次に,ブレードの根の応力を,これらの荷重に基づいて決定し,遠心力および重力によって引き起こされた。提案方法は,所定の設置場所における独特の風条件に基づくVRG設計と制御アルゴリズムを考案する。国立再生エネルギー研究所(NREL)によって提供された風データセットを用いて2つの事例研究を行った。低および高速データセットを入力として選択し,提案した方法の汎用性を実証した。動的プログラミングを用いて計算費用を低減した。これにより,記録された風データの各セットに対するVRG組合せの徹底的な集合のシミュレーションが可能になった。各可能な組み合わせを,シミュレーション期間にわたって生成した総エネルギー生産とブレード根応力に関して評価した。一組の重みを,各組合せに関連したコストを計算する多目的関数に適用した。次に,パレート解析を用いてVRG組合せを同定し,両システムに対する制御アルゴリズムを確立した。結果は,VRGが,両事例で,部分負荷領域におけるエネルギー生産を,約10%改善できることを示唆した。ストレスは領域2で増加するが,それは領域3で減少し,全体的に,歯車組合せの最適選択を通して減少する。Please refer to the publisher for the copyright holders. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】
