用于风电机组塔架基础设计的WTF V6.0软件

为规范风电机组地基基础设计工作,提高前期工作成果质量,WTF软件应用而生。软件包含扩展基础、桩基础、岩石锚杆基础和肋梁基础4个设计模块,满足风电地基基础设计规范要求的各种验算。结合WTF软件设计原理,分析说明软件主要升级功能点及参数选择方法。结果表明,软件建模方便,计算结果符合规范要求,能够有效节约风电地基基础设计人员的时间成本,固化计算过程,使其摆脱繁琐的公式计算,提高设计效率,促进风电地基基础设计工作的标准化、规范化。     

基于XGBoost和Wasserstein距离的风电机组塔架振动监测研究

针对风电机组塔架振动监测问题,考虑到风能脉动与机组控制动作等激励对塔架振动的影响,提出一种基于数据驱动的塔架振动监测方法。首先基于K-均值算法对风电机组工况进行辨识,分析各状态参量、机组工况对塔架振动的影响;其次基于极限梯度提升（XGBoost）算法对不同工况下的塔架振动趋势进行建模预测,针对同一风电场不同塔架振动预测残差的差异,提出一种基于Wasserstein距离的塔架振动监测方法;最后使用风电场实际数据验证,以误差平方和为评价指标,考虑机组工况条件的XGBoost预测精度提高了34.6%。基于数据驱动的方法能有效识别风电场中异常振动较频繁的塔架,提升了运维效率。     

陆上风电场技术降本方案研究

以河南某风电场为例,分析典型陆上风电项目的工程造价构成情况,对风电机组、塔架和基础定制化设计,集电线路精细化设计等多种技术降本方案进行总结,为降低风力发电成本、促进风电平价上网提供参考建议。     

基于应变模态的风电机组塔架固有频率的测试与分析

针对振动传感器在超低频绝对振动测量上存在固有缺陷,无法精确测量风电机组塔架固有频率的问题,对应变模态进行了分析与研究,提出了一种利用应变模态测量风电机组塔架固有频率的方法。首先利用有限元仿真计算,对塔架模态分析得到的位移模态固有频率和瞬态分析得到的应变模态固有频率进行了比对;然后对某风电场的风电机组进行了固有频率测试,并将实测结果与仿真计算结果进行了比对分析。研究结果表明:两个仿真结果基本一致,且实测结果与仿真结果的偏差仅约为1%,因此利用应变模态可准确测量风电机组塔架固有频率,为塔架设计的验证提供了可靠的技术支持,也为塔架在线监测提供了另一种技术线路。     

风电机组塔架台风条件下的初步设计研究

根据某风电场台风的特点确定风机设计等级,以塔架概念设计各阶段的基本尺寸,建立基本物理模型。基于有限元法并根据风电设备的设计规范对抗台风风力发电机组塔架进行了初步分析,主要包括塔架的低级频率和极限强度计算,初步确定该塔架的固有频率和极限强度均满足风电机组的设计规范要求。建议在对抗台风风力发电机组塔架进行详细设计阶段必须进一步优化设计,在强调够用的情况下减小尺寸,降低制造和运输成本。     

我国东南沿海海上风电场建设的探究

介绍了3种适合东南沿海应用的海上风电机组的基础;从海上风电场建设角度出发,通过技术经济比较分析,总结出适用于不同水深条件的基础类型。介绍了两种海上风电机组的安装方式,根据各自特点,参照国内外先进的海上风电机组建设技术,探讨了适合于我国东南沿海的海上风电机组的安装方案,为我国东南沿海的风电建设提供参考。     

基于模态叠加法的风电机组塔架实时状态研究

振动模态是机械结构在某一自振频率下的振动型态,是多自由度系统的固有属性.在模态分析的基础之上,提出一种基于模态叠加法的风电机组塔架振动状态与应力状态计算模型.该模型首先通过有限元法得到塔架的模态,然后通过模态叠加法根据塔架各监测点处的振动值计算得到整个塔架的振动状态及应力状态.以某风电场2.0 MW风电机组为例,通过有...     

基于VC-综合赋权法的海上风电APF配置优化方法研究

大容量海上风电机组的接入改变了传统电力系统结构,给电网带来了谐波等问题,影响了电能质量。为抑制海上风电机组产生的低次谐波,文章首先建立了海上风电机组并网电流的低次谐波理论模型;然后,在仿真软件ETAP上搭建海上风电机组仿真模型,验证不同出力情况下风电场的输出谐波特性;最后,基于风电场输出谐波特性,提出变异系数（Variation Coefficient,VC）综合赋权法对风电场有源滤波器（APF）进行优化配置,提升了风电场谐波的治理效果。基于实际算例验证了所提方法的有效性。     

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。     

风电场风力发电机组优化选型的方法研究

基于风电场的风资源状况、风电机组功率曲线的各参数以及机组的单机容量和塔架高度,建立了风机与场址匹配指数的数学模型,同时也提出了一种新的计算容量系数的方法.以乌拉特后旗乌力吉风电场选型为例,对该方法进行了论证分析,结果表明该方法是可行的,并具有实际意义.     

风电机组圆形梁板式基础肋梁配筋计算

结合具体的工程实例,就风电机组圆形梁板式基础的肋梁配筋计算这一问题进行分析,根据偏心荷载下基础的基本受力形式,结合相关国家现行结构设计规范,提出圆形梁板式基础肋梁配筋计算方法,并结合工程实例给出详细的计算过程。     

风电场风力发电机组塔架基础设计研究

基于广东徐闻洋前风电场工程,对风力发电机组塔架基础设计进行研究。通过合理的设计优化,在基础形式、桩型、稳定性等方面采用了独特的思路和新工艺。     

A study of modal damping for offshore wind turbines considering soil properties and foundation types

The modal damping ratio for each mode is crucial to characterize the dynamic behavior of offshore wind turbines and widely used by simulation software in wind turbine engineering, such as Bladed and FAST. In this study, modal damping ratios of offshore wind turbines are systematically studied for different soil properties and foundation types. Firstly, the modal damping ratios and modal frequencies for the first and second modes of a gravity foundation–supported offshore wind turbine are studied. An offshore wind turbine supported by a monopile foundation is then investigated to clarify the characteristics of modal damping ratios and modal frequencies for the monopile foundation. The soil parameters are identified by means of genetic algorithm (GA). Predicted modal damping ratios and modal frequencies as well as modal shapes show good agreement with the field measurements for both foundations. Finally, a sensitivity analysis study is carried out to investigate the effects of soil properties and foundation types on modal damping ratios. For the gravity foundation–supported offshore wind turbine, soil properties affect the modal damping ratio of the second mode largely, but affect that of the first mode little, while for the monopile‐supported offshore wind turbine, soil properties affect the modal damping ratios of the first and second modes significantly. Predicted natural periods and modal damping ratios of the first mode for both foundations by a pair of simple models agree well with those by numerical models.     

海上石油平台风燃互补发电孤立小电网稳定性研究及应用

"渤海海上风力发电示范工程"于2007年初批准正式立项,建设国内第一台海上风力发电机组,容量为1.5MW。由于风能具有间歇性和随机性的特点,为了实现绥中36-1CEP平台孤立电网与风电机组互补发电,并且保证该电网的平稳运行,进行了海上平台孤立小电网的稳定性研究。海上石油平台电网允许的正常频率波动范围为±0.25Hz,频率偏差报警为±0.5Hz,电网频率将随着透平发电机组输出有功功率的变化而波动。当风力发电机组在额定输出有功功率跳闸退出电网时,对电网频率的影响最大;当风力发电机组在额定风速启动并网时,对电网频率的影响较大。在特定的风燃互补孤立小电网中,采用电网负荷频率调节方程,可以计算风力发电机组容量与电网总负荷之比和频率波动的关系。海上平台风燃互补发电孤立小电网稳定运行的条件为风力发电机组的容量与平台电网总容量的比值小于10%。在满足风力发电机组引起平台电网最大频率波动范围为±0.25Hz的条件下,额定有功功率为1.5MW的风力发电机组,可并入最低总有功功率为15MW的电网。将稳定性研究结论应用于渤海风力发电示范项目,保证了示范工程的顺利进行,实现了国内第一台海上风力发电机组与生产平台并网发电的稳定运行。     

冰区海上风机基础设计中的冰荷载研究初探

冰荷载参与组合的工况往往成为冰区海上风机基础设计的控制工况。通过对冰荷载计算方法、冰激振动研究、冰振疲劳分析和抗冰结构设计的相关介绍,明确了海上风机基础设计中开展冰荷载研究的必要性,为海冰作用对基础设计的影响评估提供了理论依据和技术路线指导。     

某风电场风电机组地基基础方案比选研究

结合实际工程,对陕西北部大厚度湿陷性黄土地基风电机组地基基础方案进行比选研究,通过对各种方案技术经济及施工方便快捷等方面分析,提出了合理地基基础方案及相关计算方法,供同行参考。     

基于复合地基反力法的单柱式海上风力机船舶碰撞研究

采用非线性有限元软件LS-DYNA模拟5 000 t的船舶与3 MW单柱式海上风力机碰撞过程,并采用复合地基反力法描述碰撞过程中土壤与桩相互作用,研究土壤与桩相互作用及船舶碰撞速度对海上风力机碰撞过程的影响,对比分析了碰撞力及海上风力机结构动力响应。研究表明:船舶最大碰撞力随着碰撞角度增大而减小,随着碰撞速度增大而增大;随着船舶碰撞速度增大单柱式海上风力机与船舶碰撞区域塑性变形逐渐增大;船舶碰撞速度增大到3 m/s时,风力机桩底产生塑性变形,继续增大到7 m/s时,风力机桩底产生塑性失效。     

风力发电机大风限速保护方法的研究

小型风力发电机面临的最大难题是其可靠性问题,即大风时的限速保护问题.从能量守恒的角度分析了利用风轮与发电机的功率匹配特性实现风力发电机限速保护的可行性.另外,设计了2台风轮与发电机具有不同匹配特性的300 W/26 V风力发电机,为了使其具有可比性,使用了同样型号的发电机.通过实验测试了风轮的机械输出特性、发电机在输出电压不同时的功率特性和整机的功率输出,实验结果表明,风速12 m/s以下时2台风力机输出功率基本相同,风速12 m/s以上时其中1台随着风速的增加功率不断增加,而另外1台随着风速的增加输出功率不再上升,甚至有点下降,与大风机功率特性相似.     

风电机组载荷计算的外部风速条件模拟研究

针对大型风力发电机组设计中的风速条件进行了模拟研究,利用Bladed软件进行了仿真和载荷计算,研究内容包括风切变、塔影、上风向尾流、三维湍流、瞬时风速等建模问题.结合沈阳工业大学承担"863"项目--SUT-1000 MW级变速恒频风电机组的研制,进行了IEC标准下各级负载级别的载荷计算.     

海上风电宽浅式筒型基础竖向极限承载力上限解

由于宽浅式筒型基础具有不同于传统筒型基础的超大直径(D≥30 m)和较浅入土深度(d≤15 m),因此其竖向承载模式和极限承载力计算方法有待研究.通过数值分析得到宽浅式筒型基础在达到竖向极限承载力时的破坏模式,引入承载力极限分析理论,构建宽浅式筒型基础竖向极限承载的地基破坏机动场;结合虚功方程采用Matlab求解宽浅式...