风电运维发展的分析与探讨

风电运维管理的好坏直接影响风机的可利用率,对风电机组按计划合理进行运维与检修保养,可以确保设备在良好的环境下运行,大幅度提高运行寿命,创造出更大的价值。通过调研,甘肃省风电场多建于2010年左右,都是老机型,面临性能大幅度降低、改造升级、更新换代的问题,为达双碳目标,未来对风电建设与运维行业的需求量非常大,需要各方的共同努力。     

台湾海峡某典型深远海域风电场风机基础选型与优化

在对深远海域某典型海上风电场风机基础选型时,综合考虑基础结构安全、建设成本、施工周期、运维难度等多方面因素,并结合场区离岸远、水深大,地质条件复杂多变、海洋环境极端恶劣的特点,分析各主流风机基础型式的特点和适用性,桩式导管架基础和多筒导管架基础因其空间桁架型结构特点适用性较强,特别是多筒导管架基础可避免嵌岩施工,优势更加明显。采用大容量单机、推进多筒导管架基础应用、推进一体化设计、优化结构体型等可有效提高台湾海峡深远海域风场风机基础建设效率,降低工程投资和施工风险。     

智能风机功能配置及性能要求研究

为提升风电场发电量、提高风电场并网友好性及环境友好性、提高风电机组可利用率及可靠性、降低风电场运维成本,结合大量先进传感器和智能控制技术的智能风机应运而生。智能风机还未大规模应用,其功能配置及性能要求未形成统一认识,为此文章重点围绕智能风机应具备的功能配置、智能测风系统实现方式、智能风机基于多传感器和多监测点智能监测系统的构成、智能风机为降低载荷和提升发电量在控制策略的改进、智能风机友好并网及环境友好要求进行研究,为智能风机招标采购技术要求提供参考依据。     

嫩江流域重点河流水资源可利用量的计算

水资源可利用量评价成果是流域开发利用的一项重要指标，全国第三次水资源调查评价中明确地表水资源量为地表水资源可利用量和生态环境需水量，本文以嫩江流域重点河流为研究范围，采用“正算法”计算地表水资源可利用量，在重点分析河道内生态环境需水量的基础上提出了生态环境系统留用水量的概念，并对计算方法进行了优化。结合地下水资源可开采量计算成果，计算了流域水资源可利用总量，从地表水资源可利用率及水资源总量可利用率方面对成果进行了合理性分析，并提出可利用量计算存在的问题及建议。     

海上风机基础防撞型式及浮式防撞设施技术难点分析

为归纳海上风机基础防撞设施的基本型式及浮式防撞型式的应用技术难点,以福建省兴化湾海上试验风场为例,概述了风机基础被动防撞、主动防御型式的优缺点和适用条件。针对浮式防撞设施的结构特点,结合研究海域的水文环境、气候条件等因素,重点探讨了浮式防撞设施在海上风机基础防撞应用中面临的关键技术难题,给出了防撞标准、耐撞性能、疲劳损坏及环境适应性等方面的研究方向及建议。     

基于Craig-Bampton方法的海上风电机组基础结构超单元计算精度研究

基础结构超单元作为海上风电场结构半整体分析方法的基础,其计算精度对于基础结构设计及承载力校核具有显著影响。以基础结构超单元计算为重点,选取典型多桩基础海上风机为研究对象,系统研究在基于Craig-Bampton方法开展超单元计算时,其计算参数选取对于超单元计算精度的影响,并据此提出适用于海上风机基础结构超单元的计算参数选取原则。进一步建立海上风机整体耦合与半整体计算模型,通过不同风速下海上风机运动响应对比,对Craig-Bampton方法所得超单元矩阵计算精度进行验证。     

老旧风场环网通讯改造及网络风暴预防

对于国内早期建设的老旧风场,由于当时方案设计和现场施工条件等原因大都没有采用冗余的网络拓扑,严重影响了风机通讯的及时性和稳定性,给风电场的生产和运维造成了极大的安全隐患。提出一种在老旧风场原有的光纤线路铺设基础上进行的冗余环网改造方法,在实际应用中得到验证,并在此基础上阐述了环网通讯拓扑结构下容易产生网络风暴的原因及预防策略,提高了风场机组通讯的稳定性、可靠性及风电场的运行维护水平。     

考虑冲刷深度的海上风机地震易损性研究

在地震和波浪等复杂环境荷载作用下,海上风机的桩周冲刷和地震动水压力会显著影响海上风机的动力响应。建立了考虑地震动水压力及桩周冲刷效应的海上风机非线性动力计算模型,首先基于场地相关反应谱选取了34条地震动记录,通过多条带分析方法获取了不同工况下海上风机的地震易损性曲线,进一步讨论了地震动水压力和冲刷深度对海上风机地震易损性的影响。研究表明:在一般设防烈度下,冲刷深度对海上风机受到地震荷载作用时能否正常工作有显著影响,对风机发生永久性破坏概率的影响较小;而动水压力对海上风机4种极限状态下的地震易损性的影响均较小。海上风机易损性分析可为海上风机的抗震设计提供一定的理论指导,并具工程应用价值。     

浅析风力发电机组设备的监造

结合风力发电场设备可利用率的可靠性，论述了设备监造的必要性，并从设备综合工程学角度进行了分析和探讨。     

3.0MW海上风力发电机组的基础设计

基于某海上风机基础设计工程,介绍了国内外常用的几种基础形式及其优缺点,阐述了海上风机基础的基本设计过程、计算内容以及最优基础方案的确定原则,为同类海上风机基础的设计提供参考.     

一种适用于海上风机监测数据实时处理的方法研究

海上风机监测异常数据实时处理,对于风机结构体系功能与安全状态的分析评价,具有十分重要的意义。但现阶段对于异常数据实时处理方法的研究还有待完善。本文结合风机实时监测数据特点,采用具有自动调整参数功能的AR(n)模型预测算法进行异常数据实时处理,对处理机制进行了分析。应用该方法对某海上风机实时采集风速及多种传感器监测数据进行了处理,讨论了该方法的精度及处理效率,验证了该方法对于处理风机异常监测数据的有效性和适用性。     

基础环式风机基础的动态偏移特征研究

风机基础的健康监测是智慧风场建设的重要部分,但目前监控时需要在基础环环周布置较多的传感器,过多的传感器会导致运维成本的增加和长期可靠性的降低,因此需要了解基础环的动态偏移特征来为传感器的精简和优化布置提供理论依据。通过对某基础环式风机基础进行动态监测,研究基础环在风机运行过程中的动态偏移特征,论证基础环在风机正常运行阶段变形的刚性假定,并分析影响风机基础环动态偏移角的因素。研究成果表明:风机在正常运行阶段,基础环同一直径上两点的垂直位移变化呈反对称分布,基础环相对于混凝土的运动可近似视为刚体运动;基础环的动态偏移大小与轮毂转速正相关,动态偏移方向与风向有一致性。     

基于风险分析的海上风机基础安全性评价研究

海上风机基础是海上风机的重要组成部分,提出有效可行的方法评价海上风机基础的安全性意义重大。论文分勘察阶段、设计阶段、施工阶段和运营阶段详细阐述了影响海上风机基础安全性的有害因素。论文结合海上风机基础风险事故,提出了基于综合风险矩阵法和模糊层次综合评价的海上风机基础安全性评价方法,从而减小安全性评价的主观性,更加准确、定量地评价海上风机基础安全性。详细介绍了本文提出的安全性评价方法流程,简述了评价标准以及接受准则,并根据工程实例,建立层次分析模型,构建模糊关系矩阵,综合分析海上风机基础安全性。论文通过实例分析,验证本文提出方法的可行性及实用性。     

偏航对串列双风机发电功率影响研究

尾流效应是造成风场发电损失的主要原因之一,通过对上风向风机进行偏航调控和优化风场机位布局可以降低串列风机的尾流.为了探究各主要因素对降低尾流的效果,针对两台串列布置的NREL-5MW风电机组,采用Bastankhah尾流模型进行尾流区风速模拟,计算分析了不同机位距离、入流风速和湍流强度情况下,调控上风向风机偏航角度对串...     

海上风机基础结构全寿命期静动力特性有限元分析

对某海上风机基础结构全寿命期内各特定阶段的静动力性能进行了研究,分析了特定阶段内复杂荷载作用下的结构安全性与可靠性。计算结果表明,随着海上风机服役年限的增长,结构应力、基础变形、单桩受拔最大作用力、单桩受压最大作用力、基础结构固有频率等指标略有变化,结构安全可靠。同时对服役期止的风机基础结构海生物附着厚度的敏感性进行了研究,表明海生物生长厚度对基础结构自振特性敏感性较低。     

大容量海上风电机组叶片吊装工艺分析 ——基于福清兴化湾海上风电样机试验风场

通过对福清兴化湾样机试验风场叶片三种吊装工艺特点、性能的归纳、总结与分析,并比较了不同的叶片吊装工艺的优缺点,研究表明,随着风机容量的增大和向深远海域的发展,单叶片吊装方法将是国内未来深远海域大型海上风机的吊装发展方向。另外,在具有良好的预拼装码头及出运能力的近海项目中,兔耳式吊装也是可选的方案之一。     

浅谈海上风力发电机组安装技术

为便于研究,在福建省福清兴化湾设立了试验风场。研究、实施了对国内外8家知名风机供应商提供的14台单机容量5MW及以上的抗台风型海上大容量风电机组的安装,涉及不同机型机组机舱与轮毂、不同型叶轮与轮毂整体吊装、单叶片吊装等技术路线、安装方式等,为海上大容量风电机组的安装提供了成功的探索。     

地震作用下海上风机TMD控制

基于叶素动量理论、莫里森方程以及结构动力学基本理论建立了地震、风以及波浪荷载联合作用下的海上风机运动控制方程;依据风机运动控制方程在FAST中添加地震荷载计算模块建立了上述荷载作用下的海上风机整体耦合分析模型;依据整体耦合分析模型得到地震荷载作用下的海上风机动力反应特性。依据地震作用下的海上风机结构反应动力特性确定TMD的布置方案,并对不同TMD控制方案下海上风机结构的动力特性进行了分析。结果表明,TMD方法能够有效地降低机舱位置的加速度反应时程,但由于各位置加速度反应控制频率的差异,TMD并不能全面地降低风机机舱的加速度反应; TMD控制在不同地震波下对风机基础反应的控制效果有显著差异。     

台风下调节海上风电爬坡预防控制模型

考虑台风天气对海上风电场的影响，提出了储能参与电网调节的海上风电梯次停运方案，缓解了台风天气对大规模海上风电并网的危害。基于发电机容量及爬坡率的调节能力，根据气象台的台风数据建立了Yan Meng风场模型，能够预测海上风机梯次停运时间，从而延缓海上风电功率爬坡，提前调度火电机组的出力和优化储能配置。在IEEE-RTS24节点系统进行仿真验证，采用CPLEX进行求解，对比了3个不同策略下火电机组不同的出力特性，结果表明所提模型可实现系统安全稳定运行，同时减少系统运行成本。     

海上固定式风机基础的波流载荷数值计算分析

该文以某3 MW海上风机基础为研究对象,数值分析海上固定式风机基础在不同波流载荷作用下的高桩承台基础的波浪方向受力、水平方向总推力以及基础表面特征点压力变化情况,同时探讨水深对高桩承台基础载荷性能的影响。本文的计算工具采用基于开源平台OpenFOAM自主开发的naoe-FOAM-SJTU求解器,数值分析的重点集中在风机基础载荷、压力分布以及基础周边的涡流场分布,计算结果与对应的试验数据进行对比,同时有相应的规范计算结果作为验证。该文主要处理关于波流夹角、入射波浪高度和水深对高桩承台基础影响的计算分析结果,以及提供高桩承台基础受力的详细数据,对海上固定式风机基础设计有实际指导意义。