兆瓦级风力发电机组主机架疲劳分析

应用有限元法对某兆瓦级风力发电机组主机架进行极限强度分析.基于GL规范分析风力发电机组主机架疲劳计算需要考虑的载荷工况,并对主机架进行疲劳寿命分析.对计算结果进行校核评价,指出主机架结构易发生疲劳破坏的部位.分析结果可为兆瓦级风力发电机组主机架的结构设计提供参考.     

风力发电机组高强度螺栓的疲劳预测

风力发电机组法兰盘和叶根轮毂处通过高强度螺栓进行连接,大多数风力发电机塔筒发生倒塌就是连接螺栓疲劳所导致的。为了减少此类塔筒倒塌事故的发生,提出了一种新的螺栓疲劳损伤分析和预测方法。针对2.0 MW风力发电机组的高强度连接螺栓,采用超声探头和温度传感器采集螺栓数据,获得螺栓随机应力谱;然后基于雨流计数法和Goodman公式修正应力谱,提取应力循环数据;最后基于螺栓材料S-N曲线和Miner线性累计损伤理论,构建螺栓疲劳预测模型。实验结果表明,所估算的螺栓疲劳损伤远小于螺栓疲劳极限,满足风力发电机组的设计寿命要求。     

基于ANSYS的兆瓦级风力发电机组机舱罩分析仿真

通过有限元分析能对极限风载下机舱罩结构强度进行有效分析仿真.本文首先研究了某新型机舱罩关键部件--上机舱罩在极限风速条件下的受力分析理论模型,以及ANSYS三维有限元分析的基本步骤,并在此基础上介绍了利用ANSYS软件建立上机舱罩三维有限元模型,设定有限元分析参数,约束边界条件,施加外部载荷等具体操作方法,从而构建了一种基于ANSYS的大型兆瓦级风电机组机舱罩受极限风载时的三维有限元分析仿真方法.     

兆瓦级风力发电机组偏航反时限优化控制

为解决兆瓦级风力发电机组不能频繁偏航和及时响应的矛盾,采用体现能量特征的反时限方法获得相对风向阈值及延时时间。考虑输入信号的稳定性,使用均值对风速和风向进行处理。在流程上对相邻两次动作进行时间限制,提高设备使用寿命。在PLC控制器上构建了仿真环境,实测结果验证了该算法的可行性及可靠性,为偏航系统优化运行提供可行指导。     

基于ANSYS的风机轮毂的强度分析及优化设计

在风机轮毂减重设计的研究中,针对传统变截面设计生产难度大并未予疲劳寿命分析的问题,提出一种采用在轮毂主体上钻孔的方法来减轻风机轮毂重量。首先借助于大型通用有限元分析软件ANSYS,对风力发电机组的轮毂进行强度分析并在此基础上对其进行了结构优化设计。在满足轮毂强度、刚度要求的前提下,对比分析多个计算结果得到最佳优化方案,再利用轮毂S-N曲线对优化方案进行了疲劳强度和寿命分析。通过轮毂的钻孔设计不仅减轻了轮毂的自重,而且满足材料的强度和寿命要求。仿真结果表明钻孔减重的方法是有效可行的,并且提高了主轴、塔筒以及风电机组整体结构的强度性能。     

兆瓦级风力发电机功率特性的模拟测试及分析

风力发电机的功率及其效率特性对风力机气动特性有很大影响。针对我国兆瓦级风力机风轮叶片研究中存在的问题,制作了1．5MW风轮叶片模型并根据相关国标进行了实验室及车载测试,根据测试数据风力发电机组的效率特性曲线及功率特性曲线,最后通过数据分析,提出了叶片模型的改进方案。     

风力发电机组可靠性评价方法探讨

随着风电产业的迅速发展,风力发电机组的可靠性问题已成为风电行业共同关心的主要问题之一。目前行业内已经对风力发电机组提出了统一的可靠性指标要求,要实现这些可靠性指标要求,需要在风力发电机组的整个寿命周期内实施可靠性工程。可靠性工程是一项全面性的工作,涉及内容繁多,本文着重探讨风力发电机组的可靠性评价,并提出了两种评价方法。     

Profibus-DP在MW级风力发电机组控制系统中的应用

介绍了MW级风力发电机组控制系统设计要求及工业现场总线控制系统的特点。在此基础上提出了在MW级风电机组主控制器与变频器和液压系统之间通过Profibus-DP总线构成现场总线控制系统的方案,并详细论述了该方案中Profibus-DP网络的构成、组态、参数设置和通讯程序的编制。     

阜特科技¨兆瓦级风力发电机组变桨距系统¨项目通过技术成果鉴定

2011年6月24日,四川省科技厅在成都组织召开了阜特科技研制开发项目”兆瓦级风力发电机组变桨距系统”的成果鉴定会。会议由省科技厅分管领导罗玉彬主持,西南交通大学诸昌钤教授担任鉴定委员会主任委员。     

直驱式风电机组发电机转子支架强度分析

为实现某直驱式风电机组发电机转子支架的强度设计要求,应用有限元软件和疲劳分析软件,研究有限元方法在极限强度和疲劳强度分析中的应用.基于HyperMesh建立直驱式发电机有限元模型,采用MSC Nastran计算分析转子支架的极限强度.在极限强度不满足强度设计要求的情况下,对转子支架的结构进行优化.基于疲劳分析软件,计算分析转子支架的疲劳损伤.最终得到优化后的转子支架设计满足强度设计要求.     

基于Adams的风机机械动力学分析

介绍风机组成和工作原理,建立风机三维模型,用Adams对风机机构进行动态仿真分析,得到关键运动部件的运动规律曲线和动力学分析曲线,结果表明Adams对复杂机构的仿真准确可靠.得到叶片与基轴之间的速度、角速度和力矩分析曲线,零部件间冲击和扰动产生的动力学响应,为风机减振降噪的优化设计提供参考.     

风力发电机组机舱结构散热性能分析方法

为研究双馈式风力发电机组机舱结构散热性能,对风电领域通用的拟六面体形机舱进行简化建模,采用基于热影响排序的机舱模型简化准则和流 固耦合面网格加密准则进行建模,运用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法分析机舱内气流组织形态.提出一种基于热源扰动的气流组织均匀性评价新方法,解决无参照状态下机舱散热气流组织的孤本评价难题.采用该方法对典型的“下送尾排”式机舱气流组织形态进行分析和评价,分析结论与制造商的试验结论相符.     

基于改进栈式自编码器的风电机组发电机健康评估

风电机组发电机具有结构复杂、维修困难的特点,为对其进行健康评估,结合去噪自编码器与稀疏自编码器的特点,对传统栈式自编码器模型进行改进,利用模型的重构误差监测风电机组发电机的运行状态。将经离线测试得到的重构误差与在线监测得到的重构误差进行分布差异性比对,通过融合3种差异指标得到风电机组发电机的健康度。利用河北某风场实际数据对健康评估模型进行训练测试,通过实例分析证明该模型能够有效跟踪风电机组发电机的状态变化,具有故障早期识别的作用。     

直驱式永磁风力发电机软并网与功率调节的控制集成

为实现直驱式永磁同步风力发电机无冲击并网与风能最大跟踪控制, 设计了一种软并网与功率调节一体化的控制集成装置. 基于广义功角特性, 提出了一种对逆变器输出功率进行直接控制, 从而实现最大风能跟踪的控制策略. 新的控制策略可使发电机的转速按所期待的动态运动, 因而具有良好的静态与动态性能. 另外, 该控制律中对电机参数具有很强的鲁棒性, 因而该控制器能适应各种不同参数的同步风力发电机, 成为同步风力发电并网与功率调节的独立装置.     

大型风力发电机变桨控制系统设计

变桨距风力发电机已成为风力发电机组的主要研究和发展方向,文章以大型风力发电机组的变桨距系统为研究对象,通过对硬件系统的功能描述,设计了变桨系统的总硬件电路和伺服电路。在此基础上,为实现硬件电路的良好调节作用,对风机启动后变桨程序和调功程序的软件流程图作了详细设计。经过以上的软硬件设计,满足了大型风力发电机组变桨的控制要求。在实际应用中,获得了良好控制效果。     

风力发电机组无线监测系统设计

针对目前风力发电机组有线监测系统安装、维护不便和监测点有限等问题,设计了一种基于Zig Bee的无线传感器网络监控系统。通过网关将Zig Bee协议转换成TCP/IP协议后,Zig Bee子网采集的数据,经光纤网络传送至中心服务器,并通过登陆界面来显示和控制无线监测系统,实现风力发电机组的智能化监测。测试表明:测量精度达到设计要求,实现高效率、高可靠性的监测,并通过Internet提供远程数据服务,进行离线数据分析和挖掘。     

Fault detection in wind turbine transmission systems via finite frequency observers

This paper addresses fault detection for wind turbine transmission system (WTTS) subject to actuator stuck faults and wind disturbances. Taking into account the frequency domain characteristics of such faults and disturbances, a modified observer is designed in terms of finite frequency (FF) performance indices that have detection performances superior to some formerly proposed ones. With the generalized Kalman–Yakubovich–Popov (GKYP) lemma and the Lyapunov theory, the FF performance indices are related to linear matrix inequalities (LMIs), and parametrization of the corresponding FF modified observer is completed by convex optimization under LMI constraints. One typical advantage of the modified observer is that fault and disturbance signals in distinctive FF domains can be dealt with simultaneously. This makes the residual system sensitive to actuator stuck faults and robust against external wind disturbances. Simulations are included to show that the design method achieves fault detection performances better than those of the entire frequency observers.     

风力发电系统传感器故障诊断

针对非线性风力发电系统,提出了一种基于滑模观测器的传感器故障诊断方法.基于考虑传感器加性故障的非线性动态模型,利用T--S模糊理论建立风力发电系统全局T--S模型,设计模糊T--S系统滑模故障观测器,产生对故障具有敏感性的残差,实现故障检测.通过等价输出控制方法来维持滑模运动,直接获取故障信息,重构传感器故障.最后以三叶片水平轴风力发电系统为例,仿真验证了该方法的有效性与可靠性.