發(fā)電機(jī)故障時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性仿真研究.pdf

1、隨著陸上風(fēng)電技術(shù)研究日漸成熟,我國(guó)海上風(fēng)電的發(fā)展已經(jīng)從理論階段進(jìn)入到工程應(yīng)用階段,潮間帶風(fēng)電場(chǎng)與近海風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)所需的固定式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已投入使用。海上風(fēng)力機(jī)運(yùn)行在非常復(fù)雜與惡劣的環(huán)境下,包括風(fēng)、波浪、海流、海冰、地震以及海水腐蝕等,面對(duì)如此惡劣的自然環(huán)境,提升風(fēng)力機(jī)抵抗外部環(huán)境破壞的能力顯得尤為重要。因此,本文以海上單樁式風(fēng)力發(fā)電機(jī)組為研究對(duì)象,結(jié)合風(fēng)波聯(lián)合作用下風(fēng)力機(jī)的載荷特性,重點(diǎn)研究發(fā)電機(jī)故障時(shí)風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性,對(duì)保證風(fēng)力機(jī)的安

2、全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義,同時(shí)也為海上風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)。
　　首先,介紹了國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電研究現(xiàn)狀以及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究動(dòng)態(tài),在當(dāng)今海上風(fēng)電發(fā)展大背景下,結(jié)合工程實(shí)際應(yīng)用提出本文研究課題。
　　其次,采用 NREL海上單樁式5MW風(fēng)力機(jī)數(shù)據(jù),基于 FAST軟件建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型,包括葉片模型、支撐結(jié)構(gòu)模型、控制系統(tǒng)模型等,其他參數(shù)需要在主輸入文件中設(shè)置。
　　再次,考慮空氣動(dòng)力載荷、重力載荷、慣性力載

3、荷以及波浪載荷的共同作用,研究湍流風(fēng)、隨機(jī)波聯(lián)合作用下風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)特性。建立三維湍流風(fēng)場(chǎng)與計(jì)算波浪力,利用葉素-動(dòng)量理論計(jì)算葉片上的空氣動(dòng)力載荷并加載到葉片上,同時(shí)使用莫里森方程計(jì)算波浪力并加載到支撐結(jié)構(gòu)上。依據(jù) IEC標(biāo)準(zhǔn),研究了多工況下風(fēng)力機(jī)葉片與支撐結(jié)構(gòu)的載荷特性,分析風(fēng)波聯(lián)合作用對(duì)風(fēng)力機(jī)葉片與塔筒的影響。
　　最后,介紹了常見的發(fā)電機(jī)故障類型,建立發(fā)電機(jī)故障模型,在已有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型的基礎(chǔ)上,研究發(fā)電機(jī)故障時(shí)風(fēng)電機(jī)