风机绕射损耗估算方法和对电子系统影响研究

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1、风机绕射损耗估算方法和对电子系统影响研究　　摘要：针对风力发电机对电磁波产生的绕射效应，提出风力发电机绕射估算适用有限宽度屏蔽的绕射损耗计算模型；通过刀刃形障碍物绕射损耗估算方法和有限宽度的屏蔽绕射损耗估算方法，可以得出风力发电机绕射损耗估算值，并据此进行了仿真计算。计算表明位于雷达覆盖扇区内的风力发电机绕射损耗会导致雷达漏警率和虚警率的提高。关键词：风力发电机；绕射；损耗；估算方法中图分类号：TN995?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）03?0035?03Analysisoftheestimationmeth

2、odofdiffractionlossoverwindmillanditsinfluencetoelectronicsystemZHANGLian?ying1，LIChuan?chuan2（1.The22ndResearchInstitute，CETC，Qingdao266107，China；2.AirForceMilitaryRepresentativeOfficeStationedinJinanRegion，Jinan250000，China）Abstract：Aimingatthediffractioneffectofwinddr

3、ivegeneratortoelectromagneticwave，a9calculationmodelofwinddrivegeneratordiffractionestimationisproposed，whichissuitableforfinite?widthshieldeddiffractionlosscalculation.TheestimatedvalueofwinddrivegeneratordiffractionlossisobtainedthroughthelossestimationmethodoftheSingl

4、eknife?edgeobstaclediffractionandfinite?widthshieldeddiffraction，andthesimulatingcalculationisconducted.Itisindicatedthatthewinddrivegeneratorinradarcoveragesectorcancausetheimprovementoffalse?detectingandleaking?detectingprobability.Keywords：winddrivegenerator；diffracti

5、on；loss；estimationmethod0引言近年来，由于石油、煤炭能传统资源供应的日益紧张以及利用可再生绿色能源呼声的高涨，风力发电发展十分迅速。据估计，截至2007年底，全球风电机组总装机容量[1]已超过1103MW，并以每年58%的增长率迅速扩张[2]。我国的西北内陆地区和东南沿海风电资源充沛，陆上和海上风电事业发展迅速。9但是大量风电场的建设也带来一些比较突出的问题。比如海上风电场的建设，对航海安全和对海探测雷达等都会产生重大影响。风电场的建设会改变附近船舶的航海路线[3]；特别是由于海上风电场分布比较集中，对于对海探测

6、雷达而言，风电场的产生的物标散射、绕射等对雷达而言都是非常不利的因素。因此研究风力发电机绕射损耗估算方法对评估海上风电场对雷达的影响具有十分重要的工程应用价值。1风力发电机绕射损耗计算模型风力发电机主要由支塔、叶片等组成。出于工程计算考虑，叶片尺寸和高度均比支塔较小，且叶片一般为非金属的轻质材料，其影响力要比支塔弱，因此在估算风力发电机绕射损耗时，将支塔作为主要的计算对象。本文仅考虑单部风机的影响，此时可将风机看做孤立的障碍物。对于孤立的障碍物，为了简化计算，通常将障碍物的形状理想化[4]。一种情况是当障碍物的厚度相对较窄时可假定为刀刃

7、形障碍物；一种情况是当障碍物的厚度相对较宽时可假定为平滑的物体，并在顶部可定义出曲率半径，这种障碍物可假定为圆形障碍物[5]。考虑到风力发电机支塔的几何形状，可以在纵向上将其看做一种刀刃形障碍物。然而理想的刀刃形障碍物其宽度是无限大的[6]，单纯应用刀刃形障碍物绕射损耗进行计算会带来很大的误差。9ITU?R.P.526建议书中提出了有限宽度屏蔽的绕射损耗计算模型[7]。主要思想是将障碍物等效为三个孤立的刀刃形障碍物，也即屏蔽的顶部和两侧。风力发电机支塔的形状与ITU?R.P.526建议书中对有限宽度的屏蔽的要求较为吻合，因此将有限宽度屏

8、蔽的绕射损耗计算模型应用于风力发电机绕射损耗估算方法的研究是合适的。2风力发电机绕射损耗估算方法2.1刀刃形障碍物绕射损耗估算方法有限宽度的屏蔽将障碍物等效为三个孤立的刀刃形障碍物，因此应首先计算这三个障碍