風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)分析關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用.pdf

1、我國(guó)的風(fēng)能資源十分豐富，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，迫切需要提高國(guó)產(chǎn)風(fēng)力發(fā)電裝備的設(shè)計(jì)和制造能力。但是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)關(guān)鍵零部件制造與國(guó)際先進(jìn)水平還有很大差距，對(duì)風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)的研究也較薄弱，成為制約我國(guó)風(fēng)力發(fā)電裝備國(guó)產(chǎn)化的瓶頸。論文得到重慶市重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)”的支持，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)分析的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，研究的主要內(nèi)容是：
　　 ①針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組目前常用的空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算

2、理論——葉素動(dòng)量理論(BEW理論)不能考慮由空氣質(zhì)量引起的風(fēng)速滯后效應(yīng)的缺陷，在分析比較了直升機(jī)旋翼和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪的差異基礎(chǔ)上，根據(jù)風(fēng)輪自身特點(diǎn)，將用于直升機(jī)懸翼空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算的動(dòng)態(tài)入流理論(GDW理論)進(jìn)行了修正，使之適用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的空氣動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算，并提出了基于GDW理論的風(fēng)輪空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算方法。
　　 ②對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組典型的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)類型進(jìn)行系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，提出了包括系統(tǒng)設(shè)計(jì)、售后服務(wù)、尺寸及質(zhì)量、安裝、成本

3、等在內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的定性評(píng)價(jià)指標(biāo)，結(jié)合非線性傳動(dòng)系統(tǒng)模型的定量分析結(jié)果，構(gòu)成了風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)體系。
　　 ③用修正的GDW理論建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組空氣動(dòng)力學(xué)分析模型，同時(shí)將聯(lián)合仿真技術(shù)引入風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析中，該方法考慮了風(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)的氣彈性問(wèn)題，將Matlab計(jì)算的氣動(dòng)力和用ADAMS計(jì)算的結(jié)構(gòu)變形相互耦合，建立了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的聯(lián)合仿真分析模型。
　　 ④采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組聯(lián)合仿真分析模

4、型，將聯(lián)合仿真分析技術(shù)應(yīng)用于某失速型600kW風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)性能仿真分析中。對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行了氣動(dòng)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(yàn)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(fēng)電機(jī)組結(jié)構(gòu)的氣彈耦合效應(yīng)，仿真情況更接近于實(shí)際風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作情況，提高了計(jì)算精度。
　　 ⑤針對(duì)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組向大功率、高效率、高可靠性方向發(fā)展的趨勢(shì)，在行星齒輪傳動(dòng)的基礎(chǔ)上，研究了一種大功率風(fēng)電機(jī)組新型液力變速控

5、制傳動(dòng)系統(tǒng)。這種新型的傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用了行星齒輪傳動(dòng)和導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器的組合，通過(guò)導(dǎo)葉可調(diào)式液力變矩器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行變速控制，其精度高，響應(yīng)速度快，超調(diào)量小，實(shí)現(xiàn)了變速輸入、恒速輸出，達(dá)到發(fā)電機(jī)功率恒定的目的，從而減小并網(wǎng)時(shí)對(duì)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(duì)該系統(tǒng)的性能進(jìn)行了動(dòng)態(tài)仿真分析。
　　 ⑥根據(jù)德國(guó)船級(jí)社制定的風(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)規(guī)范(GL標(biāo)準(zhǔn))對(duì)關(guān)鍵零部件結(jié)構(gòu)分析的要求，通過(guò)