空转工况风力发电机组叶片失速振荡研究

在风力发电机组吊装完成和高风速切出或故障切出时,机组保持在空转停机状态。在现场特定风况和特定机组状态组合下,叶片容易发生由动态失速导致的振荡现象,极大威胁叶片疲劳寿命和机组安全性。根据IEC 61400-1规范中的要求,机组处于空转停机状态,应考虑极端风速模型(EWM)。针对叶片长度分别为92、97、112 m 3款叶片进行建模分析,研究机组发生失速振荡的内在规律和抑制手段。通过对机组在0~360°风向、场址极端风速以及降低风况条件进行Bladed仿真,发现3款机组均在1只叶片竖直向下位置附近、风向30°和330°附近容易发生叶片失速振荡现象。基于失速振荡发生较为集中的工况,通过调整桨距角能够实现对振荡幅值的抑制;针对不同气动外形,抑制效果有一定差别。

铍材在高精度石英挠性加速度计上的应用

在现有的石英加速度计基础上,结合铍材的使用,进行高精度、高稳定性挠性摆式加速度计的研究。从零位、标度因数、二次非线性、安装失准角4个方面阐述了石英挠性加速度计性能上的提高。此外该加速度计质量减少25%,启动稳定时间缩短30%。对石英挠性加速度计材料和结构上的改进具有指导意义。

风电机组变桨轴承滑移仿真及变桨系统振动分析

针对风力发电机变桨系统在小风发电情况下出现的变桨轴承滑移现象以及桨距角能量集中,提出一种变桨轴承最小静摩擦力矩仿真分析方法。在机组设计阶段依据IEC标准,利用正常发电DLC1.2工况对机组进行仿真,统计变桨轴承在小风不变桨时的最小静摩擦力矩要求,对比变桨轴承的静摩擦力矩来判断变桨轴承是否存在滑移风险,通过调整控制策略降载或者通过变桨轴承选型来规避变桨轴承滑移风险。同时对变桨系统进行模态分析,分析变桨系统一阶模态频率和叶轮1P频率的关系来判断变桨系统是否存在共振风险,通过改变额定转速或根据等效刚度和等效惯量匹配相应变桨驱动等方式,在机组设计阶段避免风机变桨系统在运行过程中存在的共振风险。

冷轧过程板形翘曲行为的控制

翘曲作为板带材板形缺陷之一,越来越受到专家和学者的重视和关注。目前对于翘曲的研究主要集中于平整与拉矫等精整工序,而对于冷轧过程中产生的带钢翘曲问题并没有特别好的控制和应对改善方法。沿厚度方向的延伸不均匀是导致翘曲产生的主要原因。而轧制过程中出现的不对称是导致厚度方向延伸不均匀的直接原因。本文运用有限元软件建立了二维轧制模型,分析了在不对称轧制时带钢的力学行为变化,对翘曲的产生机理进行了研究,提出了有效控制轧制过程中带钢翘曲的方法。

特定场址ECDs阵风分析方法研究

IEC61400-1标准中提出了对于特定场址评估,可以采用特定场址的风向变化的极端相干阵风模型(ECDs),但是标准中未明确具体的取值方法。基于此,从统计学出发得到一种风速和风向同时变换的ECDs模型阵风幅值确定方法。基于特定场址项目的SCADA数据,通过判断风向变化阵风指数(GDI)的大小筛选出满足IEC标准要求的阵风样本,然后使用统计学方法得到五十年一遇重现期内的阵风最大值,并分析其对载荷的影响。结果表明,采用甘布尔分布拟合结果良好,SCADA数据时长对结果有影响需要采用一年以上数据,相同项目不同机位点之间ECDs阵风幅值同样存在差异,不同项目之间ECDs阵风幅值差异较大,对于简单地形的项目,湍流强度期望值和平均风速越低则项目ECDs阵风幅值越低,反之ECDs阵风幅值越高。

一种大型风力发电机组载荷预测技术研究

为了实现风电场风力发电机组载荷的快速评估,对机组载荷预测进行了研究,提出了采用多元线性回归方法进行载荷预测建模,通过训练已有的数据库,得到准确的载荷预测模型。将预测结果与实际定场址计算结果进行了对比。结果表明:主要分量的极限载荷预测误差基本在3%以内,疲劳载荷误差在2%以内,能大幅度提高载荷评估效率,提高投标响应竞争力。

风电机组叶片载荷发散问题研究

针对147 m风轮直径2.5 MW风电机组的配套叶片在设计开发过程中出现的载荷震荡发散现象,通过对叶片载荷和机组坎贝尔图分析,阐述了发散的原因和机理。机组在12P频率附近若存在负阻尼,在额定风速附近时,机组会发生共振,导致载荷发生振荡发散。提出了采用调整叶片扭转刚度的改进措施,对叶片进行了调整,解决了发散的问题。

高速全自动大桶水检漏装置设计

针对现阶段大桶水回收桶破损后难以被检测出来,导致投诉率高、生产及运输成本增加的难题,笔者设计了高速全自动检漏装置。采用高压真空压力检测,通过压差变化判断桶有无破损并对破损桶进行准确剔除;采用可调机械结构满足对多种桶型的检测;采用浮动接头设计实现稳定定位和精准密封;采用PLC控制踢桶模块剔除不合格桶。实际生产使用表明:产能较之前提高了50%以上,准确率提高了15%。该设计降低了工作人员的劳动强度,提高了生产效率,降低了漏检率。

不同风况条件对风力发电机组等效疲劳载荷的影响

基于Bladed软件,以某双馈型风电机组为模型,分析不同空气密度、湍流强度、平均风速对大型风力发电机组关键载荷分量的等效疲劳载荷的影响。分析结果表明,随着空气密度、湍流强度、平均风速的增大,大部分关键载荷分量的等效疲劳载荷基本呈线性增大趋势,叶根MX、轮毂MX和偏航MX的等效疲劳载荷对空气密度的变化不敏感,而叶根MX的等效疲劳载荷对湍流强度的变化不敏感。

一种弹性胶粘剂在石英加速度计中的应用

针对石英加速度计偏值问题,提出了摆片组粘接胶粘剂的选用原则,并应用有限元软件进行了仿真研究。分析结果表明,固化后弹性模量小的胶粘剂粘接面产生的应力较小,有利于提高石英加速度计偏值的稳定性。进一步对选用的弹性胶粘剂进行了强度检测,测试结果表明石英加速度计的偏值稳定性得到了明显改善。