基于拓扑优化方法的大兆瓦级风机主机架设计及应用

本文针对某大兆瓦海上风力发电机组主机架,在考虑强度约束条件的情况下,采用基于固体各向同性材料惩罚模型(SIMP)的拓扑优化方法,首先开展质量最小化设计,并进一步针对壁厚尺寸约束、制造工艺约束实现了对优化模型的几何重构。相比主机架的原始模型,重构模型具有更优的传力路径,可实现减重5.0吨,可设计域减重比为25.4%,材料用量由4.4t/MW降低为3.9t/MW。该优化设计思路改善了传统经验设计方法的局限性,大大提升了设计空间。

蓄能器在兆瓦级风机偏航液压系统中应用的仿真研究

蓄能器在兆瓦级风机偏航液压系统中的主要作用是充当应急动力源,仿真研究蓄能器对系统偏航和制动性能的影响并计算其预充气压力和预充气容积的合理取值范围具有重要意义。在AMESim中建立了蓄能器充当紧急动力源的仿真模型,研究了预充气容积和预充气压力对系统偏航性能和制动性能的影响规律。结果表明:蓄能器在偏航和制动过程中充当应急动力源可满足系统压力的需求,且蓄能器预充气压力及预充气容积在设定范围内取值越大,偏航液压系统的工作性能越可靠。

兆瓦级风机偏航液压系统工作性能的仿真研究

兆瓦级风机偏航液压系统向智能方向发展,结合电液伺服阀控制的理论,选定伺服阀控制偏航液压缸实现偏航系统的智能化.建立了偏航液压系统的数学模型,运用Simulink线性分析得出系统是稳定的.在AMESim中建立风机偏航液压系统的仿真模型,对其工作过程及性能进行仿真分析.结果表明阀口开度越大阻尼力矩越小,并且当偏航液压系统外界工况发生变化时,系统能满足变化的工况需求.

兆瓦级风机叶片材料分析

随着现代社会建设的不断推进，能源问题日益严重，人们对可再生能源越来越重视，锋利发电目前已经成为了新能源领域中最具商业化价值的项目之一，近年来在国内外发展非常迅速，其未来的前景也一片光明。在风力发电中，风机叶片是发电机的最关键部位之一。良好的叶片材料能够保证风机长期处于稳定的状态下运行。本文对兆瓦级风机叶片材料进行了简单的分析。

兆瓦级风机停机状态塔筒风致响应均值半经验计算方法

风机的响应通常是根据建设场地的风场参数,通过数值仿真软件或解析公式进行估计。相比数值仿真软件,半经验方法在保证一定计算精度的条件下,计算效率高,具有快速预估风机结构响应、指导风机塔筒选型的优势。在日本《风力发电塔架结构设计指南》基础上,基于柔性塔筒刚性叶片假设采用准定常理论推导了变桨距控制风机在停机状态时塔筒基底弯矩均值的解析表达式。然后以5 MW陆上风机为例,通过比较解析表达式与采用OpenFAST软件数值仿真的计算结果,对解析公式应用于5 MW风机的适用性进行了校核。计算结果表明,大型兆瓦级风机叶片和塔筒变形相比小型风机大大增加,导致了解析表达式具有一定的误差。针对大型风机误差产生的原因提出了解析表达式的基底弯矩均值半经验方法,以提高其计算精度。

深海大兆瓦级浮式海上风电结构强度分析

对深海大兆瓦级浮式海上风电结构设计分析中的关键问题进行研究。浮式风电支撑结构采用美国国家可再生能源实验室(NREL)的OC3 Spar平台为基准模型。分别选用5.0 MW、6.7 MW和8.0 MW风机,采用比例因子设计法提出对应浮式支撑结构设计方案。考虑风载荷与波浪载荷联合作用,进行操作工况和极限工况下浮式支撑结构水动力分析及强度分析,分别得到支撑结构响应幅值算子(Response Amplitude Operator,RAO)和结构关键节点应力响应随风机功率变化规律。提出大兆瓦浮式风电结构应力消减方案,经过验证,改进后结构应力显著降低。

风机叶片用玻璃纤维连续毡对比分析

针对兆瓦风机叶片用玻璃纤维连续毡,将国产连续毡与进口连续毡进行了同等实验条件下的对比分析,分别考察了两种玻璃纤维连续毡的均匀性、导流性能、力学性能以及对玻璃纤维复合材料性能的影响等。结果表明,国产连续毡力学性能和对玻璃纤维复合材料力学性能影响均相当于进口连续毡,可以适用于制造兆瓦级风机叶片,但是需要在成型的稳定性上做进一步改进。

Design Methodology Research of the Floating Foundation for the Offshore MW-Rating Wind Turbine

With the rapid growth of the offshore wind industry, the innovative floating offshore wind turbine is chosen as the most feasible device to harvest the vast wind energy in deep water area. However there is no practical design guide for the floating wind turbine especially the floating foundation. In this paper, based on the investigation on the worldwide floating wind turbine and current available expertise on floating platforms accumulated in offshore O/G （oil and gas） industry, an integrated design methodology is presented according to the specialized characteristics of wind turbine, including the type selection of foundation and mooring system, design standard, design procedure, design conditions, key technologies involved. Finally a semi-submersible floating foundation is designed to support certain megawatt-rating wind turbine of Goldwind and also performance analysis and code checks are performed to validate the design. The design method of the floating foundation provided in this paper is proved feasible and can be adopted in practical engineering design.

基于ANSYS平台的某风机耦合结构动力分析

文章依托ANSYS软件平台,在多种地质弹性模量的作用下,模拟了兆瓦级别的风力发电机有限元三维数值模型的基础,对风机的结构进行地震动力影响分析。并探讨了多种地质弹性模量条件作用下对风机塔架基础的影响,得出了塔架与基础的应力位移特点,为以后类似研究提供参考。