風電機組系統(tǒng)分析關鍵技術(shù)研究及應用.pdf

1、我國的風能資源十分豐富，風力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，迫切需要提高國產(chǎn)風力發(fā)電裝備的設計和制造能力。但是風力發(fā)電機組系統(tǒng)設計的關鍵技術(shù)和系統(tǒng)關鍵零部件制造與國際先進水平還有很大差距，對風電機組系統(tǒng)設計技術(shù)的研究也較薄弱，成為制約我國風力發(fā)電裝備國產(chǎn)化的瓶頸。論文得到重慶市重點科技攻關項目“風電機組系統(tǒng)設計關鍵技術(shù)”的支持，對風力發(fā)電機組系統(tǒng)分析的關鍵技術(shù)進行了深入研究，研究的主要內(nèi)容是：
　　 ①針對風力發(fā)電機組目前常用的空氣動力學計算

2、理論——葉素動量理論(BEW理論)不能考慮由空氣質(zhì)量引起的風速滯后效應的缺陷，在分析比較了直升機旋翼和風力發(fā)電機組風輪的差異基礎上，根據(jù)風輪自身特點，將用于直升機懸翼空氣動力學計算的動態(tài)入流理論(GDW理論)進行了修正，使之適用于風力發(fā)電機組的空氣動力學分析計算，并提出了基于GDW理論的風輪空氣動力學計算方法。
　　 ②對風力發(fā)電機組典型的傳動系統(tǒng)設計類型進行系統(tǒng)研究的基礎上，提出了包括系統(tǒng)設計、售后服務、尺寸及質(zhì)量、安裝、成本

3、等在內(nèi)的風電機組傳動系統(tǒng)設計的定性評價指標，結(jié)合非線性傳動系統(tǒng)模型的定量分析結(jié)果，構(gòu)成了風電機組傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的評價體系。
　　 ③用修正的GDW理論建立了風力發(fā)電機組空氣動力學分析模型，同時將聯(lián)合仿真技術(shù)引入風電機組結(jié)構(gòu)動力學分析中，該方法考慮了風電機組結(jié)構(gòu)的氣彈性問題，將Matlab計算的氣動力和用ADAMS計算的結(jié)構(gòu)變形相互耦合，建立了風力發(fā)電機組結(jié)構(gòu)動力學的聯(lián)合仿真分析模型。
　　 ④采用風力發(fā)電機組聯(lián)合仿真分析模

4、型，將聯(lián)合仿真分析技術(shù)應用于某失速型600kW風力發(fā)電機系統(tǒng)性能仿真分析中。對風力發(fā)電機組進行了氣動性能分析，分析結(jié)果與GH Bladed比較，兩者結(jié)果非常接近，這驗證了聯(lián)合仿真分析模型的正確性。該分析方法考慮到了風電機組結(jié)構(gòu)的氣彈耦合效應，仿真情況更接近于實際風力發(fā)電機組的工作情況，提高了計算精度。
　　 ⑤針對當前風電機組向大功率、高效率、高可靠性方向發(fā)展的趨勢，在行星齒輪傳動的基礎上，研究了一種大功率風電機組新型液力變速控

5、制傳動系統(tǒng)。這種新型的傳動系統(tǒng)應用了行星齒輪傳動和導葉可調(diào)式液力變矩器的組合，通過導葉可調(diào)式液力變矩器對系統(tǒng)進行變速控制，其精度高，響應速度快，超調(diào)量小，實現(xiàn)了變速輸入、恒速輸出，達到發(fā)電機功率恒定的目的，從而減小并網(wǎng)時對電網(wǎng)的沖擊。并且建立了仿真分析模型，利用ADAMS和MATLAB/SIMULINK軟件對該系統(tǒng)的性能進行了動態(tài)仿真分析。
　　 ⑥根據(jù)德國船級社制定的風電機組設計規(guī)范(GL標準)對關鍵零部件結(jié)構(gòu)分析的要求，通過