隨著風電并網(wǎng)規(guī)模不斷擴大,電網(wǎng)對風電場參與調節(jié)的要求日益提升。風電機組通過變槳動作跟蹤電網(wǎng)調度指令,受風速隨機性和機組狀態(tài)會動態(tài)變化等原因的影響,導致葉片缺陷持續(xù)累積,久而久之便會造成葉片性能下降,出現(xiàn)疲勞損傷。本文針對風電場參與電網(wǎng)調度時,各機組疲勞損傷導致發(fā)電成本較高的問題,以及風電場疲勞優(yōu)化和有功功率控制協(xié)調困難的問題,研究風機葉片疲勞約束下的風電場有功調節(jié)優(yōu)化方法,在保證風電場有功功率快速響應電網(wǎng)波動的前提下,提高風電場各機組疲勞損傷的均勻性,降低風電場機組故障次數(shù)和維護量。主要研究內容如下:首先,對葉輪空氣動力學模型和風電機組功率輸出模型進行了詳細闡述,并根據(jù)葉素動量理論剖析了理想情況下的風機風能轉換過程,將動態(tài)渦尾跡模型嵌入到葉素動量理論中求解變槳過程中葉片空氣動力性能,并使用基于奇異性理論的數(shù)值方法來計算動態(tài)變槳過程中葉片非定常載荷,推導葉片載荷隨風電機組有功輸出變化的規(guī)律。其次,研究風電機組葉片非線性疲勞量化方法,通過前后多級載荷應力比的平方來表征變槳動態(tài)損傷演化中的各載荷間作用機制,對后一級載荷損傷演化方程進行優(yōu)化改進,提出基于葉篤毅模型改進的不同工況疲勞量化方法,并... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

風力發(fā)電機組損毀Fig1.1Damageofwindturbine

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文18圖2.4風輪自由渦尾跡Figure2.4Freevortexwakeofvariablepitchwindwheel圖2.5風輪自由渦尾跡Fig2.5Freevortexwakeofvariablepitchwindwheel2.5本章小結本節(jié)針對某1.5MW雙饋型風電機組在調度指令下快速改變輸出功率時，變槳過程中葉片載荷變化引起的振動導致葉片損傷的問題，重點分析變槳過程中非定常載荷及振動模型，同時對風電機組處于輸出功率時其葉片載荷和振型間關系進行了分析。將動態(tài)渦尾跡模型嵌入到葉素動量理論中求解變槳過程中葉片空氣動力性能，并使用基于奇異性理論的數(shù)值方法來計算動態(tài)變槳過程中葉片非定常載荷，分析了功率調節(jié)速率變化引起風電機組極限載荷變化與振動變化的原理，并對仿真計算結果進行分析。結果表明，在一定變槳范圍內保證稍高于設計參數(shù)的功率調節(jié)速度，葉片所受極限載

沈陽工業(yè)大學碩士學位論文18圖2.4風輪自由渦尾跡Figure2.4Freevortexwakeofvariablepitchwindwheel圖2.5風輪自由渦尾跡Fig2.5Freevortexwakeofvariablepitchwindwheel2.5本章小結本節(jié)針對某1.5MW雙饋型風電機組在調度指令下快速改變輸出功率時，變槳過程中葉片載荷變化引起的振動導致葉片損傷的問題，重點分析變槳過程中非定常載荷及振動模型，同時對風電機組處于輸出功率時其葉片載荷和振型間關系進行了分析。將動態(tài)渦尾跡模型嵌入到葉素動量理論中求解變槳過程中葉片空氣動力性能，并使用基于奇異性理論的數(shù)值方法來計算動態(tài)變槳過程中葉片非定常載荷，分析了功率調節(jié)速率變化引起風電機組極限載荷變化與振動變化的原理，并對仿真計算結果進行分析。結果表明，在一定變槳范圍內保證稍高于設計參數(shù)的功率調節(jié)速度，葉片所受極限載

【參考文獻】：
期刊論文
[1]風電助力中國打造高質量發(fā)展全球樣本[J]. 秦海巖.  中國電力企業(yè)管理. 2019(25)
[2]基于發(fā)電成本和疲勞均勻性的風電場有功功率控制策略研究[J]. 魏媛,許帥,汪建文,許昌,丁佳煜,楊杰.  可再生能源. 2017(12)
[3]風電機組尾流與疲勞載荷關系分析[J]. 鄧英,李嘉楠,劉河生,龐輝慶,田德.  農(nóng)業(yè)工程學報. 2017(10)
[4]風電機組載荷計算及影響因素分析[J]. 張超.  風能. 2016(12)
[5]湍流強度對風電機組疲勞等效載荷的影響[J]. 付德義,薛揚,焦渤,邊偉,李松迪.  華北電力大學學報(自然科學版). 2015(01)
[6]采用機組風速信息動態(tài)分類的風電場有功控制策略[J]. 梅華威,米增強,李聰,吳廣磊.  中國電機工程學報. 2014(34)
[7]電網(wǎng)對稱故障下雙饋風電機組的載荷優(yōu)化控制[J]. 徐浩,胡書舉,宋斌,許洪華.  電力系統(tǒng)自動化. 2014(11)
[8]風力發(fā)電機葉片振動特性有限元分析[J]. 袁啟龍,馬娜,周新濤,楊明順,孔令飛.  機械科學與技術. 2014(05)
[9]國內外風電并網(wǎng)標準比較研究[J]. 戴慧珠,遲永寧.  中國電力. 2012(10)
[10]Wind-induced response analysis of a wind turbine tower including the blade-tower coupling effect[J]. Xiao-bo CHEN1, Jing LI1, Jian-yun CHEN1,2 (1School of Civil and Hydraulic Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China) (2State Key Laboratory of Coastal and Offshore Engineering, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China).  Journal of Zhejiang University（Science A:An International Applied Physics & Engineering Journal）. 2009(11)

博士論文
[1]風電機組動態(tài)載荷特性及主動抑制策略研究[D]. 楊超.重慶大學 2015
[2]大型雙饋風電機組動態(tài)載荷控制策略研究[D]. 王曉東.沈陽工業(yè)大學 2011

碩士論文
[1]風機葉片損傷特征分析[D]. 張彬.上海電機學院 2016
[2]風電機組載荷與功率協(xié)同控制載荷計算研究[D]. 賓焜.沈陽工業(yè)大學 2015



本文編號：3472448