本文關(guān)鍵詞：兆瓦級風(fēng)電機組的載荷計算與性能分析

  更多相關(guān)文章： 風(fēng)電機組 載荷計算 性能分析 葉片安裝誤差 SWT

【摘要】：目前，隨著風(fēng)電機組向大功率化發(fā)展的趨勢，風(fēng)電機組尺寸日益增大，這使得風(fēng)電機組的載荷計算和性能分析顯得更加重要。載荷計算作為風(fēng)電機組設(shè)計過程中最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)性工作，能為后續(xù)風(fēng)電機組的優(yōu)化設(shè)計和分析計算提供依據(jù)。本文以某3MW變速變槳風(fēng)電機組為對象。主要研究內(nèi)容如下： 首先利用GH-Bladed軟件，對風(fēng)電機組進行參數(shù)化建模。根據(jù)GL2010標準，設(shè)置正常風(fēng)況和極端風(fēng)況并將其加載到各個載荷設(shè)計工況中，對風(fēng)電機組進行靜態(tài)計算和動態(tài)仿真，并將仿真結(jié)果進行批量后處理，，即可得到風(fēng)電機組各零部件的極限載荷和疲勞載荷。通過這些分析計算可為風(fēng)電機組后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計提供指導(dǎo)作用。 基于葉素-動量理論及其修正理論，以葉片在不同安裝角度下的風(fēng)電機組為研究對象，分析了葉片安裝誤差對風(fēng)電機組葉片翼型氣動性能、功率、年發(fā)電量以及葉片轉(zhuǎn)矩的影響，并進行性能仿真與分析。同時考慮只有風(fēng)剪切、塔影效應(yīng)及未考慮風(fēng)剪切和塔影效應(yīng)三種風(fēng)模型的情況，對其葉根處揮舞載荷和擺振載荷的結(jié)果進行了對比分析。 本文最后基于SWT軟件，應(yīng)用超單元和參數(shù)化部件構(gòu)建高精度風(fēng)電機組模型，由于風(fēng)電機組振動特性與承載能力較為復(fù)雜，風(fēng)電機組整體結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析和動態(tài)載荷計算是風(fēng)電機組穩(wěn)定運行的重要因素。故對風(fēng)電機組整體結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，得到固有頻率、振型和動能與應(yīng)變能分布，并在額定湍流風(fēng)速下，分析了風(fēng)電機組軸承和齒輪箱與底盤連接處的動態(tài)載荷。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電機組 載荷計算 性能分析 葉片安裝誤差 SWT
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM315
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究意義9
• 1.2 風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及展望9-13
• 1.2.1 世界各國風(fēng)力發(fā)電狀況9-11
• 1.2.2 中國風(fēng)力發(fā)電狀況11-13
• 1.3 風(fēng)電機組載荷研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 本課題的研究方法和內(nèi)容14-16
• 第2章 風(fēng)電機組基本理論16-22
• 2.1 葉素理論16-17
• 2.2 葉素動量理論及其修正17-19
• 2.3 超單元理論19-20
• 2.3.1 模型縮聚過程19-20
• 2.3.2 模態(tài)綜合過程20
• 2.4 本章小結(jié)20-22
• 第3章 基于GH-Bladed 的風(fēng)電機組載荷計算與分析22-48
• 3.1 風(fēng)電機組穩(wěn)態(tài)表現(xiàn)22-24
• 3.1.1 空氣動力信息22-23
• 3.1.2 性能系數(shù)23-24
• 3.1.3 穩(wěn)態(tài)功率曲線24
• 3.2 風(fēng)電機組等級24-25
• 3.3 風(fēng)模型的建立25-29
• 3.3.1 正常風(fēng)條件25-26
• 3.3.2 極端風(fēng)條件26-29
• 3.4 風(fēng)電機組坐標系說明29
• 3.5 載荷來源29-32
• 3.5.1 葉片載荷29-31
• 3.5.2 機艙載荷31-32
• 3.5.3 塔架載荷32
• 3.5.4 輪轂載荷32
• 3.6 載荷工況及安全系數(shù)32-34
• 3.6.1 設(shè)計工況和載荷狀態(tài)32-33
• 3.6.2 載荷局部安全系數(shù)33-34
• 3.7 風(fēng)電機組關(guān)鍵部件極限載荷計算分析34-39
• 3.7.1 極限載荷工況設(shè)置34-37
• 3.7.2 極限載荷計算結(jié)果37-39
• 3.8 風(fēng)電機組關(guān)鍵部件疲勞載荷計算分析39-47
• 3.8.1 雨流計數(shù)法簡述40-41
• 3.8.2 等效載荷41-42
• 3.8.3 疲勞載荷工況設(shè)置42-43
• 3.8.4 疲勞載荷計算結(jié)果43-47
• 3.9 本章小結(jié)47-48
• 第4章 風(fēng)速模型與葉片安裝誤差對風(fēng)電機組性能的影響48-55
• 4.1 風(fēng)速模型對風(fēng)電機組載荷的影響48-50
• 4.1.1 塔影效應(yīng)的影響48
• 4.1.2 風(fēng)剪切的影響48-50
• 4.2 葉片安裝誤差對風(fēng)電機組性能的影響50-54
• 4.2.1 額定風(fēng)速下風(fēng)輪葉片最佳安裝角51
• 4.2.2 翼型的氣動性能51-52
• 4.2.3 對風(fēng)能利用系數(shù)和功率的影響52-53
• 4.2.4 對年發(fā)電量的影響53-54
• 4.2.5 對葉片轉(zhuǎn)矩的影響54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第5章 基于 SWT 的風(fēng)電機組模態(tài)與動態(tài)載荷分析55-67
• 5.1 SWT 軟件介紹55-56
• 5.2 基于 SWT 風(fēng)電機組高精度模型的創(chuàng)建56-60
• 5.2.1 葉片結(jié)構(gòu)屬性56-58
• 5.2.2 輪轂特征58-59
• 5.2.3 機艙底盤創(chuàng)建59
• 5.2.4 塔筒建模59-60
• 5.2.5 齒輪箱建模60
• 5.3 風(fēng)電機組整體結(jié)構(gòu)模態(tài)分析60-63
• 5.4 風(fēng)電機組關(guān)鍵部件的動態(tài)載荷分析63-65
• 5.5 本章小結(jié)65-67
• 第6章 結(jié)論67-69
• 參考文獻69-72
• 在學(xué)研究成果72-73
• 致謝73

【參考文獻】

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本文編號：701565