风电机组基础环穿孔钢筋配筋计算

将基础环和穿孔钢筋作为风电机组塔筒的固接柱脚,对基础环穿孔钢筋进行受力分析,同时参考钢柱固接柱脚的计算方法,给出核算基础环穿孔钢筋是否满足传递塔筒底部弯矩要求的计算公式.     

风浪耦合作用下海上风电机组载荷特性研究

与陆上风电机组不同,海上风电机组承受风载荷以及波浪引起的水动力载荷共同作用。在风浪耦合作用下,海上风电机组基础结构以及各主要结构部件载荷特性更为复杂。为保障海上风电机组的运行结构安全,波浪特性对海上风电机组各主要承载部件载荷的影响应引起重视。该文基于改进的JONSWAP型谱,建立波浪动力学模型,以叶片根部挥舞方向弯矩以及塔筒底部俯仰方向弯矩为例,仿真研究波浪对于风电机组极限与疲劳载荷特性的影响。最后,基于海上风电机组载荷实测与仿真数据,对波浪动力学模型进行验证。     

6 MW漂浮式风电机组极限载荷特性研究

海上风电场建设由近海走向深远海,漂浮式风电机组将会是这一区域最适合的选择。选用华锐6 MW机组,结合东海某海域环境条件和IEC规范,利用气动-水动耦合时域分析方法,对不同基础型式下的风电机组载荷特性进行研究。计算结果表明:漂浮式风电机组叶片、轮毂极限载荷与海上固定式风电机组相比没有明显增加,塔筒底部极限载荷增加幅度可达30%;在正常发电工况和极端空转工况叶片和轮毂极限载荷主要受风载荷控制,而塔筒底部和顶部极限载荷在不同工况受风载荷和波浪载荷影响效果则有不同。     

某风电场风电机组基础环水平度超标的处理办法

1引言某风电场安装了单机容量为750kW的风电机组,在进行风电机组基础混凝土浇筑中,有4台基础环出现水平度超标,倾斜值达18mm。2风电机组基础环水平度超标2.1基础环简介风电机组基础环是风电机组塔筒的主要组成部件,为钢板圆筒体,外径3400mm,下部、上部各一个法兰连接,下法兰埋入基础混凝土中。根据主机设备供货人的技术要     

大螺套连接结构在风电机组塔筒连接中的应用研究

本文介绍了一种大螺套结构连接法兰,与传统的螺栓厚型法兰连接相比,能使受力更加合理,避免了厚型法兰对螺栓的杠杆作用,增加了连接件的承载面积,减小了用钢量,降低了塔筒重量和制造成本。大螺套连接结构尤其适用于大功率大载荷的风电机组塔筒连接。     

海上风电机组塔筒安全状态评估方法研究及应用

塔筒作为风电机组的承力部件,其可靠性对风电机组的安全运行至关重要。通过对海上风电机组塔筒实施动态倾斜监测,结合塔筒初始刚度状态信息,提出通过塔筒(包括基础)静态刚度圆和最大动态刚度圆分析方法来评估海上风电机组塔筒刚度状态,为海上风电机组塔筒安全状态评估提供一种直接、有效的研究路径。该评估方法以风电机组安装完毕后的状态作为初始状态,将获取的塔筒初始状态下的静态刚度圆和最大动态刚度圆作为样本数据,为后期风电机组运行过程中塔筒刚度状态提供对比依据,评估结果具有较高的精度和稳定性,评估效果好。该评估方法已经在中国某海上风电项目中进行应用,具有较好的实用性和参考价值。     

叶片质量不平衡下风机基础的疲劳性能

为探究基础环式风机基础在叶片质量不平衡时的疲劳性能,文章通过重构风力发电机组叶片质量不平衡模型推导了附加载荷,基于谐波合成法理论对脉动风速谱做单点模拟以计算风电机组气动荷载等基本运行载荷,并以实际工程为例建立了风机叶片—塔筒—基础一体化有限元模型,计算了结构自振特性和基本运行载荷与附加载荷共同作用下的载荷响应。结果表明：风机叶片质量不平衡程度加深会导致基础结构的应力集中现象,加剧应力幅增加,进而影响结构的疲劳性能与寿命;结构中混凝土的受力特性受影响较大,钢筋笼次之,基础环最小。     

风电机组低电压穿越过程机械载荷特性研究

分析电网电压跌落引起风电机组各主要结构部件机械载荷变化的应力传递过程,通过建立风电机组电气-机械联合仿真模型,仿真研究低电压穿越过程对机械载荷特性的影响。基于低电压穿越期间载荷测试数据,分析低电压穿越期间塔筒机械载荷及其疲劳损伤情况。研究结果表明,低电压穿越过程对风电机组机械载荷特性具有重要影响,尤其是当风力发电机组不具备低电压穿越能力而导致风电机组脱网时。     

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。     

风电机组基础施工过程中的冷缝处理措施分析

作为支撑风电机组的独立基础,风电机组基础不同于一般的独立基础。其受力形式复杂,主要是抵抗风电机组的水平荷载引起的倾覆弯矩,风电机组荷载由于受气象环境和风电机组工作状态的影响,荷载方向随时变化,风电机组基础承受交替循环荷载的作用容易引起疲劳破坏。因此,在风电机组基础施工过程中要严格控制施工冷缝,一般是不允许出现贯通的施工冷缝。这就要求风电机组基础的混凝土浇筑施工必须一次浇筑完毕。本文结合具体工程事故,对风电机组基础在施工过程中出现的施工冷缝的处理方案进行技术经济分析比较,并给出了经济、安全、可靠的风电机组基础施工冷缝的处理方法。     

风力机塔筒顶升纠偏机理研究与应用

针对目前国内出现的多台问题风力机因基础混凝土风致疲劳损伤严重致塔筒倾斜严重而无法正常运行的工程事故,提出一种适用于风力机塔筒倾斜的基础环顶升纠偏方法,该方法简单、安全有效。基于塔筒倾斜摇摆机理,建立基于弯矩平衡原理的风力机塔筒顶升纠偏力学模型,提出纠偏最大顶升力的计算方法。经验证,湖南某风电场18#问题风力机塔筒顶升过程中实测最大顶升力与理论计算值基本一致。总结18#和10#风力机塔筒纠偏成功与失败的经验,建议纠偏时机应选择塔筒倾斜严重而出现摇摆状,纠偏前务必保证风力机基础的原始状态,切忌进行不必要的扰动,造成塔筒复位困难。同时,整个纠偏过程中应对基础环受力最大处进行位移和应变监控,以保证顶升过程的安全可控。通过对18#风力机纠偏加固后长达一年的定期检查结果表明,基于基础环顶升纠偏加固方案具有可行性,可广泛推广。     

风力发电机组载荷测试叶根弯矩信号标定方法研究

风力发电机组载荷测试是涉及到风电机组寿命与安全的、重要的型式认证试验项目之一。载荷测试的主要内容是对风电机组塔筒、主轴、叶片等主要结构部件的弯矩(扭矩)进行测试。叶根弯矩测试采用传统的粘贴应变片和搭建惠斯通电桥的方式。由于叶片本身结构及材料特性复杂,因此传统的旁路电阻标定的方法不适用于叶片根部弯矩信号的标定。结合实际测试项目,文章介绍了几种常用的叶片根部弯矩信号标定方法,并分析了各自的特点。     

预应力风电机组基础锚杆笼连接计算方法研究

正目前风电机组基础与上部塔架之间的连接多采用预制钢制基础环连接,如图1所示。然而随着风电机组容量的逐渐增大,基础环的局限性也表现得更加明显,因此一种新的连接方式-锚杆笼连接应运而生。锚杆笼连接在适用范围和建造成本上具有很大优势,然而由于其结构构成与常用的预制钢制基础环有显著差异,在设计与计算方法的选择上需要另辟蹊径。     

风电机组塔筒固有频率的计算

风电机组塔筒与叶轮发生共振将严重影响风电机组的安全性。以四川A风场2 MW风电机组为对象,结合瑞利法、工程算法和规范估算公式等对风电机组塔筒进行了固有频率的解析计算,并且利用ANSYS有限元分析软件对风电机组塔筒的三维有限元数值仿真模型进行模态分析,计算出塔筒的理论频率。对比分析了所提出算法的塔筒频率计算结果。分析表明：风电机组正常运转情况下,塔筒不会和风轮发生共振;其中一部分公式精确度较好,可以为塔筒的动态设计提供理论依据,具有一定的实用价值。     

水平轴风力机塔筒涡激共振疲劳分析

利用梁单元对水平轴风力机塔筒进行有限元离散建模,基于塔筒不同安装状态时的固有频率和振型计算,分析了塔筒涡激共振,计算了发生涡激共振时临界风速下的塔筒最大振幅和惯性力。以某3.0MW风力机塔筒为例,利用名义应力法计算涡激共振产生的塔筒惯性力矩和疲劳损伤,分析了需要避免的塔筒安装状态。结果表明,本文计算模型简便有效,能较快地预测涡激共振对塔筒疲劳特性的影响,从而为风电机组塔筒设计和安全吊装提供了理论依据。     

大型风电机组塔筒应力监测点的选取与预警

针对大型风电机组塔筒应力监测缺失的情况,提出基于ANSYS软件应力点的选取和person相关系数法与灰色神经网络相结合的塔筒应力预警方法。通过软件分析和现场实验,研究风电数据和塔筒应力的关系并进行塔筒预测,并首次应用到风电机组塔筒监测中。通过实例分析验证,结果表明,该方法能够有效地进行塔筒应力监测,为风电机组塔筒的检测提供依据。     

基于参数化建模的风电机组塔筒法兰联接螺栓应力计算分析

以某MW级风电机组塔筒法兰联接螺栓为研究对象,对载荷特点进行分析,基于ANSYS Workbench软件,采用参数化建模的方法建立计算模型。对不同预紧力、不同外载荷、不同法兰厚度下的螺栓应力变化规律进行计算分析。研究结果表明:对于承受复杂载荷的风电机组塔筒法兰联接,需考虑外载与联接螺栓应力之间的非线性关系;增加预紧力可减小螺栓应力的波动范围,降低疲劳载荷,适当增加法兰厚度可有效降低螺栓应力,提高螺栓联接强度。     

基于状态空间的漂浮式风电机组控制策略研究

在保证漂浮式风电机组正常发电、可靠运行的前提下,以降低机组的载荷和浮动基础的运动幅度为设计目标,研究基于状态空间理论的多输入多输出控制算法。结合线性二次型调节器(LQR)最优算法的设计,寻找风电机组发电性能和浮动平台载荷两者之间的平衡,实现最优设计。通过扰动跟踪控制(DTC)与扰动适应控制(DAC)的方法实现转矩与变桨控制设计,并采用FAST软件进行仿真。与传统比例积分微分(PID)控制策略对比,有效降低塔底及漂浮式基础载荷;状态空间控制更能反映机组内部的耦合,可为后续漂浮式控制算法升级应用提供设计平台。     

海上风电筒型基础整机运输过程荷载识别研究

根据某3.3 MW海上风电筒型基础整机运输期原型观测数据,首先采用加速度响应探究环境要素对整机振动影响。其次依据应变-荷载原理计算塔筒底部截面弯矩,并统计全程计算弯矩幅值,分析塔筒承受荷载随环境要素变化规律。结果表明：1）波高从0.2 m增加到2.0 m时,加速度均方根增加98%,波高是引起整机耦联振动的主要因素;2）波高小于1.0 m时,塔筒底部识别弯矩在0~10 MN∙m范围内波动,占设计弯矩的21.5%,波高增加到1.5 m时,识别弯矩幅值基本在10~25 MN∙m范围内波动;3）波高达到2.0 m时,塔筒底部弯矩幅值达32 MN∙m,占设计弯矩的68.9%,整机结构仍在安全范围内;4）运输期根据波浪条件预测制定运输方案,整机应在不超过2.0 m波高条件下运输,保证整机结构有富裕的安全空间。     

基于状态空间的前馈风扰动模型预测变桨距控制器设计

针对如何减小风扰动对双馈风电机组动态载荷影响的问题,采用基于状态空间的风扰动前馈模型预测控制算法,进行变桨距控制器设计。以3MW双馈风电机组为例,通过AeroDyn、FAST和MATLAB三个仿真工具建立联合运动仿真集成环境,仿真研究结果表明基于状态空间的风扰动前馈模型预测控制算法在减小风电机组传动链扭振、叶片挥舞和塔筒前后摆动幅值方面效果明显,证明了算法的有效性。