水平轴风力机载荷工况设计方法研究

风力机运行在非常复杂多变的自然条件下,不同的外部环境,对风力机各零部件受力状况的影响是不同的。为了实现载荷计算的目的,满足设计要求,水平轴风力机的载荷计算是以机组将要承受的、包含各重要条件的载荷工况来体现的。本文重点讨论载荷工况设计方法及其注意事项。

风力机叶片三维模型的计算机绘图法

根据风力发电机组叶片的结构特点,在三次样条插值函数拟合叶片翼型曲线的基础上,提出一种利用计算机建立叶片截面与三维模型的程序设计方法.该方法应用插值拟合理论求解叶片截面翼型曲线离散点的坐标,应用点的坐标变换理论求解各离散点空间实际位置的坐标,应用三维几何建模理论建立叶片模型.最后给出一个仿真实例.

大型海上风电机组变桨距PID控制策略研究

文章针对大型海上风机的叶片具有较大惯性的问题,分析了传统变桨距PI控制器的不足,从而设计出带有超前环节的变桨距PID控制器,其能改善因惯性较大而导致的不良控制效果,并通过典型工况的仿真计算及性能分析,表明PID控制器的整体性能优于PI控制器,不仅具有稳定风轮转速、减轻风机振动的优点,还降低了风机的极限载荷水平,从而在保证安全性的基础上降低了机组成本。

海况条件对海上风力发电机组载荷的影响

文章针对海况条件对海上风力发电机组载荷的影响,以某5 MW海上机组为例,介绍海浪、海流和潮汐在载荷计算过程中采用的理论方法和支撑结构建模方法,对支撑结构和海浪能量分别进行模态分析和频谱分析,同时根据GL2005标准对极限载荷和疲劳载荷分不同情况分析,结果表明海况条件对海上机组的塔筒底部影响较大,对机组其他关键零部件影响很小,为大型海上机组关键零部件选取提供依据。

齿轮箱弹性支撑对风电机组性能的影响

齿轮箱弹性支撑是风力发电机组的一个很重要的部件,对风力发电机组的动态特性有重要影响。文章通过在Simpack软件中建立风力发电机组传动链的模型,研究弹性支撑对传动链频率的影响。获得弹性支撑对传动链频率的影响关系曲线图。根据风力发电机组坎贝尔图和弹性支撑的强度要求可以得出弹性支撑最低要求刚度,用于弹性支撑的选型。

变速变桨风力发电机控制研究

近十年来,风力发电产业飞速发展。风力发电机功率和风轮直径不断增加,这对风力发电机控制器设计要求越来越高。文章以FD120A风力发电机组控制器设计为例,分析了如何提高风力发电机风能的捕获,介绍了力矩控制器和变桨控制器以及驱动链和塔筒阻尼器的设计。

Workbench脚本在风电机组轮毂极限强度数据处理方面的应用

在风电机组轮毂极限强度的有限元分析中,需在ANSYS Workbench中导入大量的载荷数据,求解完成后,又需从Workbench中导出大量结果数据。此过程若是通过一个一个地输入或复制数据,则需2～3h。本文介绍如何通过Workbench脚本实现大量载荷数据从Excel到Workbench的自动导入,及大量结果数据从Workbench到Excel的自动导出,整个过程仅需几分钟。通过Workbench脚本语言进行二次开发可实现风电机组轮毂大量极限强度数据的自动处理,大大提高了工作效率,为短时间内实现轮毂的最优化设计奠定了基础。

大功率风电机组技术现状及展望

收集并分析了现有大功率风力发电机组的发展情况及数据,讨论了未来10MW级风力发电机组的概念设计方案和技术发展路线,并对未来大功率风力发电机组的基本参数和可能采用的结构做了初步计算和探讨。

基于K-均值聚类分析的风力机功率曲线统计应用

风力机相关数据的处理对风力机能否正常发电无影响,但对风力机性能的分析却至关重要。文章以风力机的功率曲线为研究对象,把SCADA数据记录分为两类,采用模式识别的K-均值聚类分析方法排除掉无效数据点,能够以统一的算法处理不同类型的散点图,通过.NET平台有效地结合EXCEL的数据统计功能和VB语言的逻辑和流程控制功能,准确、快速地开发出可视化软件,绘制好的功率曲线有助于用户直观地分析风力机的发电性能,为用户在风电场发电性能改进方面提供重要依据。

高原型风力发电机组的变桨控制

针对高原型变速变桨风力发电机组在额定风速附近容易失速,在额定风速以上载荷较大的问题,提出在额定风速以下根据叶片气动特性进行变桨微动控制,通过变桨动作,调整叶片攻角使其远离失速点;在额定风速以上时提出桨距角纹波技术,通过在传统桨距角给定信号上叠加纹波信号间接加大塔架一阶振动模态的阻尼,避免塔架顶部的大幅度振动位移。通过Bladed软件对提出的变桨控制方式进行仿真分析,结果表明:相对传统的变桨控制方式,提出的额定风速以下变桨微动控制能有效地避免风电机组失速;提出的桨距角纹波技术能增加塔架一阶振动模态的阻尼,有效地减小风电机组在额定风速以上发电时塔架顶部的振动位移,降低塔架的疲劳载荷。

基于风力发电机组传动链扭转频率的研究与应用

为了准确地分析风力发电机组传动链扭转频率,考虑风力机与发电机之间传动轴扭转柔性的作用,通过等效的两质量块模型,建立了风力发电机组传动链数学模型,结合模态分析法,计算出了该模型的2个模态频率,并通过实际物理意义,获得了表征传动链扭转频率的计算公式。并以FD70B风力发电机组设计为例,将所得计算公式应用到实际测量数据中,分析出实际传动链扭转频率,并依据传动链扭转频率计算公式来指导模型参数校正,更好地为风力发电机的设计和应用提供理论依据和技术支撑。

基于Bladed和.NET平台的风力发电机组参数调整设计

文章针对风力发电机组载荷计算的重要性及控制算法的复杂性,提出了基于Bladed和.NET平台的风力发电机组参数调整设计方法。通过修改源控制算法,将控制算法从普通平台编译成.NET平台,并在源程序中增加了多线程控制部分源代码,编写了能进行在线修改运行参数的窗口软件,在仿真过程中与源程序进行结合控制。文章以FD82型风力发电机组设计为例,结果表明在仿真过程中能够在线动态修正相关运行参数,不用重复修改源程序,减小了控制器设计过程的工作量,能够仿真修改参数后的动态过程,使仿真更接近现场情况。仿真过程操作简单,易于实现。

基于偏航误差停机逻辑的风力机控制算法设计

随着变速变桨风力发电机组单机功率提高,风轮直径不断增加,叶片的刚度降低。在极端风速、风向变化时,叶片形变变大,机组载荷波动较大,叶尖塔筒距离也会随之发生变化。本文在分析了正常停机逻辑和快速停机逻辑的基础上,提出了基于偏航误差停机逻辑的风力机控制算法设计,并结合国产某2.5 MW风力发电机组做了一系列的仿真研究。结果表明,所设计的控制算法既能降低机组的载荷,又能使得叶尖塔筒距离更加满足GL2010的标准设计要求。

一种风机振动传感器失效问题判断方法

目前,风力发电机主要通过振动分析模块实现对风机振动的测量。本文对振动分析模块中的"振动传感器失效"判断逻辑进行了分析,从振动传感器自身和主控制器内的判断逻辑出发,提出了一种有效的判断方法。