風(fēng)力機(jī)葉片載荷分析及性能仿真研究.pdf

1、能源、環(huán)境是當(dāng)今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。風(fēng)力發(fā)電清潔無污染，施工周期短，投資靈活，占地少，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。在目前技術(shù)條件下風(fēng)電與火電、水電相比從造價、電能質(zhì)量、設(shè)備制造和控制技術(shù)等領(lǐng)域存在劣勢，我國風(fēng)電領(lǐng)域的理論和應(yīng)用研究與發(fā)達(dá)國家存在很大差距。因此，深入研究風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析技術(shù)對于持久開發(fā)風(fēng)能和實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組國產(chǎn)化具有重要理論意義和工程應(yīng)用價值。
　　 本文首先研究了風(fēng)力機(jī)的理論，主要是應(yīng)用經(jīng)典的

2、動量葉素理論研究空氣動力學(xué)，并研究了風(fēng)速的變化理論，特別對三維湍流模型進(jìn)行研究，得出三維湍流模型圖，用以下面進(jìn)行載荷計(jì)算。
　　 其次以850KW變槳距風(fēng)力機(jī)為研究對象，應(yīng)用Bladed for Windows軟件平臺完成了對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的葉片、風(fēng)輪、塔架、機(jī)艙、輪轂、控制系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的建模，并對環(huán)境條件進(jìn)行定義，完成了風(fēng)力機(jī)整機(jī)模型的建立。在四坐標(biāo)系下研究了風(fēng)力機(jī)設(shè)計(jì)工況和載荷情況的確定，并探討了主要載荷的確定方法。對于不同

3、的載荷計(jì)算工況，根據(jù)德國船級社標(biāo)準(zhǔn)的要求對葉片的極限載荷和疲勞載荷進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)，并通過自由頻譜圖驗(yàn)證整機(jī)有無共振現(xiàn)象。
　　 最后基于以上的研究，再利用Simulink軟件對風(fēng)力機(jī)性能進(jìn)行研究，首先建立風(fēng)速及風(fēng)力機(jī)特性的數(shù)學(xué)模型，并探討了變槳距控制，變槳距控制主要用來高風(fēng)速時限制風(fēng)力機(jī)的吸收功率，從而來控制風(fēng)力機(jī)的功率輸出維持在額定功率上。再利用建立的數(shù)學(xué)模型，來建立不同風(fēng)速下的仿真模型。最后對各個不同模型下的性能進(jìn)行對比分析，