风力发电机组全功率试验台搭建及应用

为了降低风力发电机组现场调试的高成本和高风险,在车间完成对机组整机性能的测试,采用数字仿真模型与全功率拖动平台联合实时测试的方法搭建了风力发电机组全功率试验平台.其中,数字仿真模型使用基于多体动力学的线性变参数(LPV)建模方法对叶片以及塔架等柔性部件进行详细建模,采用仿真计算出的高精度模拟信号作为系统的输入;拖动平台采用伺服拖动系统模拟风轮的气动输入作为系统的执行机构.测试表明,该试验平台能够在不增加复杂装置的情况下,将叶片模态以及塔架模态纳入到测试系统中,使测试结果更加接近现场实际情况,保证机组装机后安全稳定的运行.     

工业智能作业感知平台的探索与应用

针对工业“人联网”智能作业感知平台在我国劳动密集型企业的应用展开探索,搭建“智能采集+云端协同运算+人联网数字化分析管理”系统,聚焦工厂精益生产、质量管控、生产安全等场景,通过数字孪生、人工智能等技术,为制造业打造关于人员作业动作识别、工时测算、质量隐患分析、人因工程等多功能的管控平台。平台以人为本,聚焦现代化工厂人员作业精益化管理,结合数字孪生技术赋能智慧工厂,为工厂提供关于效率提升、品质优化、人岗匹配和安全管理等一系列问题的整体解决方案,为现代化智慧工厂精益管理赋能。     

浮体间距对半潜式风力机平台水动力性能的影响

由于半潜式海上风力机平台的浮体(立柱和下浮箱)之间的相互影响,船长与浮体中心线间距的比值L/b不同时半潜式风力机平台的水动力性能存在显著差异。对5种不同L/b值的半潜式风力机平台的波浪载荷、运动性能进行频域水动力数值预报,探究半潜式风力机平台水动力性能随L/b值的变化规律。结果表明,当L/b值介于1.8～2.0之间,半潜式海上风力机平台具有最佳的水动力性能,这也与国内外已经交付的11条半潜式平台的主尺度统计资料相吻合。     

漂浮式海上风力发电机组独立变桨距控制技术研究

主要研究了漂浮式海上风力发电机组的独立变桨距控制技术。首先概述了当前海上风电的发展情况,重点介绍漂浮式海上风力发电机组,分析了漂浮式平台的流体动力学和运动学特征,建立了平台的模型方程。借鉴陆上风力发电机组独立变桨距控制器的控制策略,将平台的纵摇、艏摇和发电机的输出功率作为变桨距控制器的控制目标,针对风力发电机的非线性设计了专家PID控制器,利用d-q坐标变换技术将控制量分配到3个桨叶。为了验证控制器的可行性,在国外成熟的风力发电机非线性模型FAST上进行仿真试验,将结果与不对平台运动进行控制时和采用统一变桨距控制器时的结果进行对比,对比结果表明独立变桨距技术能有效减小平台的纵摇运动,并且对输出功率的影响较小。     

兆瓦级风力发电机组主轴优化设计

主轴作为风力发电机组传动链系统中的核心部件,其结构强度对整个机组的安全、稳定运行有着至关重要的影响。针对某4 MW双馈式风力发电机组主轴,根据其结构形式和载荷传递特点,利用参数化建模语言,以仅受压属性的杆单元模拟主轴轴承滚子,建立了有限元分析模型。依据GL2010认证规范,推导出考虑主轴平均应力效应的S-N曲线,并根据轮毂中心处的极限工况载荷与疲劳时序载荷,进行主轴静强度和疲劳损伤计算,结果显示主轴的静强度满足设计要求,疲劳强度需要优化提升,针对上述结果从结构刚度协调性和表面粗糙度两方面进行优化设计研究,最终,在保证主轴满足强度要求的同时,重量降低了约2.23%,实现了轻量化设计。     

基于 CPS 的可重构制造系统在互联工厂的应用

为了解决个性化定制与大规模生产的矛盾,应用 CPS 技术和模块化制造单元,建立了完整的可重构制造系统,实现大规模个性化定制产品生产流程的高效协同。在研究了面向大规模个性化定制可重构系统特性的基础上,构建了基于 CPS 的可重构制造系统架构,研究了可重构系统的关键核心技术。建立的系统可以将生产制造的复杂行为转换为实际数据信息,通过重构分析、智能决策和动态优化调整模块化制造单元,使整个生产环节的制造资源处于有序可控状态。通过在互联工厂展开应用落地验证,结果表明了该系统的可行性和有效性。     

考虑时变气动阻尼的风电机组塔筒地震响应分析

为了分析时变气动阻尼对风电机组塔筒地震响应的影响,首先分析了塔筒所承受的地震载荷和气动载荷,然后基于气动载荷和相对风速之间的导数关系推导了塔筒前后和左右方向上的时变气动阻尼计算方法,将地震加速度和时变气动阻尼引入到塔筒动力学运动方程中并进行时域求解,以某2.0MW风电机组塔筒为例进行地震响应计算,分析了影响气动阻尼大小的翼型气动特性,并着重研究了地震作用下时变气动阻尼对塔顶振动位移的影响程度,为风电机组塔筒抗震设计提供一定参考。     

基于独立变桨距技术的风力发电机组载荷控制研究

研究了基于独立变桨距技术的风力发电机组的载荷控制,研究方法主要从空气动力学入手,建立了风力发电机组独立变桨距系统的多输入多输出线性化模型,利用d-q坐标变换将旋转坐标系下的载荷转换到固定坐标系下,设计模糊控制器,对d轴和q轴的载荷分量分别采用模糊PID控制.为了检验该控制方式的效果,在半物理实验平台上进行相应的仿真实验...     

数字孪生技术在智能轧钢车间的应用与探索

针对当前我国钢铁生产智能化建设,对数字孪生技术在轧钢车间的应用进行了探索,分析了智能轧钢过程的数字孪生系统体系架构;提出了建立基于数字孪生的智能轧钢车间参考模型、设备互联信息模型、工艺流程信息模型及组织性能控制模型。介绍了智能轧钢车间可以达到的效果:实现工艺智能设计,使生产成本降低5%~10%,订单交付速度提升10%~15%;实现生产计划智能管理,解决客户个性化小批量需求与大生产之间的矛盾;实现轧材质量智能管控,使成材率提升3%~6%;实现设备在线智能诊断,使设备有效作业率达5%~10%。最后指出:构建轧钢车间数字孪生模型存在很多难点,各轧钢企业智能感知、智能装备及智能物流等技术的发展水平不同,企业要从自身实际出发,认真梳理企业经营、生产计划,工艺控制,设备运维,质量检测,物流配送等各个环节智能化体系方面的问题,确定可行的数字孪生项目,才能实现轧钢车间各工序智能化、精细化的业务管理,提升劳动生产率。