风力发电机组偏航系统关键参数研究

针对大型风力发电机组偏航系统进行了研究,阐述了偏航速度、制动力矩等关键参数的设计方法,并提出了相关建议,对于工程应用具有参考价值。     

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。     

风电齿轮箱塔上更换工装设计研究及应用

风电齿轮箱作为风力发电机的重要组成部分,其运行状态直接影响着风电机组运行的安全性和经济性。但相较于风电机组其他部件,风电齿轮箱失效导致的机组故障停机时间是最长的,严重影响机组发电量,其主要原因为齿轮箱的失效多需下塔更换。目前齿轮箱的更换需将风轮、主轴总成等部件均下塔,该工艺方案复杂、成本高且可靠性差。因此,文中在分析风力发电机组塔上更换齿轮箱工艺方案的基础上,识别出工艺难点并针对难点进行了塔上更换工装的设计。文中方案简单可靠且整体成本低,具有较高经济价值。     

基于信号模型与阶次分析的风力发电机组齿轮箱故障诊断

针对传统的频谱分析方法在非平稳工况下导致的"频谱模糊"现象,利用信号模型和阶次分析的方法对风电机组齿轮箱进行了故障诊断研究。建立了非平稳工况下齿轮箱高速级的振动信号模型,推导了其时频谱及阶次谱结构,利用阶次分析的方法分析了振动信号的阶次谱,提取了齿轮故障特征。最后,利用真实风场齿轮箱振动数据进行分析,对齿轮箱故障进行了准确识别。     

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CFD方法的MW级风力机机舱内部温度场分析与研究

采用S—A湍流模型,对一个开式二维方腔的温度场和速度场进行了数值模拟,并把模拟结果与实验值进行了比较,确认了所选湍流模型的可靠性。在此基础上对某1．5MW常温型风电机组机舱内部温度场和速度场进行数值模拟,得到了机舱内部的温度分布云图,对合理选取散热孔位钱及散热方式有一定的参考意义。     

双馈异步风电系统的动态级联模型预测控制

双馈异步风机（DFIG）是目前风电市场的主流机型。由于风机需优化不同时间尺度的多个控制目标，传统线性控制难以满足其需求。模型预测控制（MPC）因其优秀的动态性能和多目标优化能力，成为控制风机的有效方法。然而模型预测控制通过单一代价函数实现多目标优化，这导致控制目标相互耦合，使控制优先级混乱、权系数设计复杂。为此，提出一种动态级联模型预测控制策略。所提方法采用多个代价函数级联的结构，通过计算每个控制目标所有代价函数的平均值来对控制目标排序，动态调整优先级。此外，所提方法使用控制阈值调整控制前级进入后级的候选开关矢量数量。所提方法无需使用权系数即可实现对多个目标的总体最优控制。硬件在环结果证明了所提方法的有效性。