基于储能的大型风电机组极限载荷研究

基于修正的叶素动量理论，考虑叶尖/叶根损失修正、动态失速、动态入流、叶片截面扭转等影响，通过叶片与塔筒耦合结构动力学响应分析，以某4 MW机组为例，对极端工况下的大型风电机组极限载荷进行研究。结果表明，在极端阵风耦合脱网故障时，通过增加旁路负载或储能系统调节负载转矩，有助于抑制机组由于负载消失产生的明显结构变形和降低极限载荷。     

叶片变桨速率对风电机组停机过程载荷特性影响研究

分析叶片变桨速率对于风电机组机械载荷影响的机理,并基于某2.5 MW双馈型风电机组载荷实测数据,对相同外部条件不同叶片变桨速率停机过程的载荷数据进行分析,研究叶片变桨速率对风电机组疲劳与极限载荷的影响。运用GH Bladed软件,对不同叶片变桨速率停机工况下的风电机组载荷进行仿真计算,验证叶片变桨速率与风电机组载荷之间的内在关系。现场测试数据与仿真结果均表明,风电机组停机过程中的载荷特性与叶片变桨速率相关,且随着叶片变桨速率的增加,疲劳与极限载荷随之明显增加。由叶片变桨速率增大导致的风电机组极限载荷增加比例与疲劳等效载荷增加比例相近。     

极端阵风条件下大型风力机叶片极限载荷研究

基于修正叶素动量理论,考虑经验修正、动态失速、动态入流等因素,结合叶片气动弹性响应问题,对大型风力机叶片在极端阵风条件下的极限载荷进行研究。以某MW级水平轴风力机叶片为例,研究动态失速、阵风上升时间、变桨速率等因素对叶片极限载荷的影响。结果表明,随着叶片大型化的发展,极端阵风条件下的极限载荷问题对风电机组的整机性能有较大影响。     

6 MW漂浮式风电机组极限载荷特性研究

海上风电场建设由近海走向深远海,漂浮式风电机组将会是这一区域最适合的选择。选用华锐6 MW机组,结合东海某海域环境条件和IEC规范,利用气动-水动耦合时域分析方法,对不同基础型式下的风电机组载荷特性进行研究。计算结果表明:漂浮式风电机组叶片、轮毂极限载荷与海上固定式风电机组相比没有明显增加,塔筒底部极限载荷增加幅度可达30%;在正常发电工况和极端空转工况叶片和轮毂极限载荷主要受风载荷控制,而塔筒底部和顶部极限载荷在不同工况受风载荷和波浪载荷影响效果则有不同。     

风电机组柔性叶片在刚柔耦合作用下的非线性振动研究

文章考虑了叶片的刚柔耦合作用,利用仿真技术对某5 MW风电机组柔性叶片进行了非线性振动特性分析,揭示风力机叶片振动时的相互耦合规律。以风电机组刚柔耦合动力学效应为基础,对风电机组在多载荷耦合作用下,结合柔性叶片变形基本原理,探索风电机组刚柔耦合系统动力学参数变化规律。结果表明,叶尖出现位移的偏移量为17 mm,叶根的偏移量较小,保持与轮毂的刚性连接,该结论为风电机组的状态监测与稳定运行提供了参考。     

海上风电结构横风向气动力阻尼特性研究

基于横风向气动力阻尼理论计算模型,以NREL-5 MW海上风电机组为例,对其运行过程中横风向气动力阻尼进行计算,并采用FAST软件对计算结果进行验证。之后,研究转速、叶片桨距角和运行方式对横风向气动力阻尼的影响。研究结果表明：NREL-5 MW海上风电机组结构运行状态下的横风向气动力阻尼在0%~0.8%范围内变化,其随风电机组运行转速及叶片桨距角的增大而增大;此外,海上风电机组不同运行方式对其横风向气动力阻尼也会产生较大影响。     

变速恒频风电机组控制系统可靠性分析

根据可靠性分析理论，提出了一种适合MW级风电机组控制系统的可靠性数值分析方法。在此基础上结合MW级风电机组控制系统的设计，以变速控制环节为例进行了可靠性分析，给出了提高变速恒频风电机组控制系统可靠性设计方法。     

发电机故障时海上风电机组动态特性分析

以海上风电机组为研究对象,建立了风电机组模型,以湍流风和随机波浪作为输入条件,考虑重力载荷、空气动力载荷、惯性力载荷和波浪力载荷的影响,基于FAST软件仿真发电机故障时风电机组的运行过程,并研究了发电机故障时变桨速率对风电机组载荷的影响规律.结果表明:故障对风电机组叶片危害严重,发生故障时受惯性力增大的影响叶根处轴向力发生突变,叶根处受力最大;采用主动控制变桨-顺桨对叶片进行卸载,变桨速率对叶尖位移有重要影响.     

某MW级风机叶片静力试验的有限元模拟分析

通过有限元方法对某MW级风机叶片的静力试验工况进行了模拟分析,计算了叶片的模态以及在静力试验载荷下的位移、应变。计算结果与全尺寸叶片静力试验结果较好吻合,验证了该分析方法的可靠性,可应用于风电叶片的结构校核和新叶片开发设计。     

风电机组测量载荷工况对比研究

为了评估风电机组的载荷测量,同时验证风电机组载荷设计计算,在1.5 MW风电机组型式认证的实际案例中,根据机组设计参数建立机组仿真模型。以型式试验中测量载荷工况为输入条件进行载荷仿真,并基于仿真载荷结果和测量载荷结果进行极限载荷的统计外推,对仿真结果与测量结果进行比较。结果表明,仿真和测量的机组载荷动态过程相似度较高,仿真值高于测量值;使用三参数威布尔分布函数描述极限载荷短期分布对测量载荷结果进行统计外推的方法是可行的,同时风电机组载荷设计计算获得了验证。