Simulación de impactos de rayos nube-tierra en aerogeneradores considerando el efecto de polaridad basado en un modelo estocástico de rayos mejorado
Autores: Bian, Xiaoyan; Wu, Yong; Zhou, Qibin; Jiang, Ruijiao; Zhang, Yao; Chen, Lyuwen; Qi, Qi; Lyu, Weitao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Simulación de impactos de rayos nube-tierra en aerogeneradores considerando el efecto de polaridad basado en un modelo estocástico de rayos mejorado
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Determinación
Evaluación del riesgo de rayos
Aerogeneradores
Riesgo de impacto de rayos
Amplitud de la corriente de rayo
Rotaciones de las palas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
La determinación precisa del número anual de descargas eléctricas a un aerogenerador es esencial para diseñar medidas adecuadas de protección contra rayos. Sin embargo, el método para evaluar el riesgo de rayos en aerogeneradores recomendado por la IEC no está asociado con el proceso real de impacto de rayos. Además, hay poca investigación sobre los rayos positivos de nube a tierra (+CG). En este estudio, se propone un método de evaluación del riesgo de rayos correlacionado con aerogeneradores basado en un modelo estocástico de rayos mejorado. Basado en el modelo, se analizan cuantitativamente la influencia de la amplitud de la corriente de rayo, las alturas de los aerogeneradores y las rotaciones de las palas en el riesgo de impacto de rayos. Además, se discuten las características de desarrollo y distribución de los rayos negativos de nube a tierra (-CG) y los rayos +CG. Finalmente, se propone un método de cálculo más preciso del riesgo de impacto de rayos considerando el efecto de polaridad. Los resultados muestran que el efecto de las rotaciones de las palas en el riesgo de rayos no puede ser ignorado cuando la corriente de rayo es grande o cuando el aerogenerador es alto. Los rayos -CG tienen más bifurcaciones, pero la dispersión de su trayectoria de desarrollo y el punto de impacto de rayos son pequeños. Los rayos +CG tienen puntos de impacto de rayos dispersos, y las trayectorias de desarrollo son tortuosas. Según el cálculo de verificación, los resultados calculados en este documento están en mejor acuerdo con los datos de observación que los resultados calculados por el método recomendado por la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional).
Descripción
La determinación precisa del número anual de descargas eléctricas a un aerogenerador es esencial para diseñar medidas adecuadas de protección contra rayos. Sin embargo, el método para evaluar el riesgo de rayos en aerogeneradores recomendado por la IEC no está asociado con el proceso real de impacto de rayos. Además, hay poca investigación sobre los rayos positivos de nube a tierra (+CG). En este estudio, se propone un método de evaluación del riesgo de rayos correlacionado con aerogeneradores basado en un modelo estocástico de rayos mejorado. Basado en el modelo, se analizan cuantitativamente la influencia de la amplitud de la corriente de rayo, las alturas de los aerogeneradores y las rotaciones de las palas en el riesgo de impacto de rayos. Además, se discuten las características de desarrollo y distribución de los rayos negativos de nube a tierra (-CG) y los rayos +CG. Finalmente, se propone un método de cálculo más preciso del riesgo de impacto de rayos considerando el efecto de polaridad. Los resultados muestran que el efecto de las rotaciones de las palas en el riesgo de rayos no puede ser ignorado cuando la corriente de rayo es grande o cuando el aerogenerador es alto. Los rayos -CG tienen más bifurcaciones, pero la dispersión de su trayectoria de desarrollo y el punto de impacto de rayos son pequeños. Los rayos +CG tienen puntos de impacto de rayos dispersos, y las trayectorias de desarrollo son tortuosas. Según el cálculo de verificación, los resultados calculados en este documento están en mejor acuerdo con los datos de observación que los resultados calculados por el método recomendado por la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional).