風(fēng)力發(fā)電機組振動控制的研究與應(yīng)用.pdf

1、風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的趨勢是單機容量大型化，就是增加柔性體葉輪尺寸以獲得更多的風(fēng)能，但同時需要更高的塔架支撐葉輪;另外隨著風(fēng)能資源豐富的風(fēng)區(qū)開發(fā)完畢，低風(fēng)速區(qū)的風(fēng)電技術(shù)得到快速發(fā)展，為了獲得相同的額定功率，其葉片長度設(shè)計的更長，迎風(fēng)掃略面積更大，相應(yīng)塔架高度更高。由此風(fēng)力發(fā)電機組柔度增加，在運行過程中，容易加劇機組振動問題。過大的振動水平不僅降低機組工作效率及產(chǎn)生很大的噪聲，甚至造成機組某些零部件失效，降低機組設(shè)計壽命。所以僅靠增加結(jié)構(gòu)強度和剛

2、度會大幅提高機組度電成本，采用振動控制措施是解決風(fēng)力發(fā)電機組動力響應(yīng)問題的有效方法。
　　本文結(jié)合某風(fēng)電場的機組振動加速度超限引起報警停機問題，對該風(fēng)電場所安裝的3MW機型進行振動分析，通過計算機仿真得到風(fēng)力發(fā)電機組柔性部件的固有特性，提出采用多重調(diào)諧質(zhì)量阻尼器進行風(fēng)力發(fā)電機組的振動控制，應(yīng)用動力學(xué)軟件FAST及ADAMS仿真振動控制效果。主要內(nèi)容如下:
　　(1)運用結(jié)構(gòu)動力學(xué)軟件，建立了一個包括葉輪、塔架、傳動系統(tǒng)等模型

3、的風(fēng)力發(fā)電機組的整機動力學(xué)模型，其中葉片參數(shù)采用生產(chǎn)設(shè)計數(shù)據(jù)，葉片使用了8種不同的翼型鋪層制造，建立葉片模型時分別考慮了每種翼型的剛度特性;建立塔架模型時考慮了連接法蘭盤參數(shù)的影響，保證了動力學(xué)模型的準確性，可以較準確地描述所研究機組的整機動力學(xué)特性。
　　(2)對動力學(xué)模型進行線性化處理，分析風(fēng)力發(fā)電機組柔性部件的固有頻率，通過FAST仿真計算其固有頻率結(jié)果，與用Bladed軟件得到的風(fēng)力機的固有頻率進行比較，為振動控制裝置設(shè)計

4、提供參數(shù)設(shè)置依據(jù)。
　　(3)根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機組的振動特性，進行多重調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的參數(shù)設(shè)置，結(jié)合動力學(xué)模型，建立振動控制模型。通過極限陣風(fēng)、湍流風(fēng)及組合工況下風(fēng)力發(fā)電機組動力學(xué)仿真分析，驗證風(fēng)力發(fā)電機組振動控制前后的減振效果。
　　另外通過風(fēng)電場現(xiàn)場試驗，機組安裝多重振動控制裝置后，能夠達到降低振動水平的目的，尤其是解決了額定風(fēng)速以上機組振動問題及偏航控制伴隨的振動加速度超限停機問題。由此驗證了該多重振動控制裝置抑制風(fēng)力發(fā)電