風力機葉片載荷分析及性能仿真研究.pdf

1、能源、環(huán)境是當今人類生存和發(fā)展所要解決的緊迫問題。風力發(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)濟效益和社會效益。在目前技術(shù)條件下風電與火電、水電相比從造價、電能質(zhì)量、設備制造和控制技術(shù)等領(lǐng)域存在劣勢，我國風電領(lǐng)域的理論和應用研究與發(fā)達國家存在很大差距。因此，深入研究風力發(fā)電機組系統(tǒng)設計分析技術(shù)對于持久開發(fā)風能和實現(xiàn)風電機組國產(chǎn)化具有重要理論意義和工程應用價值。
　　 本文首先研究了風力機的理論，主要是應用經(jīng)典的

2、動量葉素理論研究空氣動力學，并研究了風速的變化理論，特別對三維湍流模型進行研究，得出三維湍流模型圖，用以下面進行載荷計算。
　　 其次以850KW變槳距風力機為研究對象，應用Bladed for Windows軟件平臺完成了對風力發(fā)電機組的葉片、風輪、塔架、機艙、輪轂、控制系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)的建模，并對環(huán)境條件進行定義，完成了風力機整機模型的建立。在四坐標系下研究了風力機設計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、的載荷計算工況，根據(jù)德國船級社標準的要求對葉片的極限載荷和疲勞載荷進行計算統(tǒng)計，并通過自由頻譜圖驗證整機有無共振現(xiàn)象。
　　 最后基于以上的研究，再利用Simulink軟件對風力機性能進行研究，首先建立風速及風力機特性的數(shù)學模型，并探討了變槳距控制，變槳距控制主要用來高風速時限制風力機的吸收功率，從而來控制風力機的功率輸出維持在額定功率上。再利用建立的數(shù)學模型，來建立不同風速下的仿真模型。最后對各個不同模型下的性能進行對比分析，