摘要：海上风电机组受到的外力载荷较为复杂,如何考虑所有外载的相互耦合对于获得更为准确的结构内力和变形等动力响应起到了关键性作用,同时也是响应海上风力发电机组降本需求的重要手段。通过浙江某海上风电项目的单桩基础分析对比分离式设计和一体化设计的区别,结果表明:分离式设计相比于一体化设计在风力机载荷和波浪载荷上缺乏时间的一致性;因波浪作用产生的部分惯性效应被重复考虑以及载荷相关系数的规定上也更为保守;一体化设计无论是在极限还是疲劳分析上都更优于分离式设计,能较大节约海上风力机基础的成本。

摘要：在整机基础支撑结构的设计开发过程中,了解波浪载荷对海上风力发电机组疲劳载荷的影响至关重要。该文选取中国沿海地区部分典型海上风电场址,通过波浪凝聚及JONSWAP谱,对所选典型场址的波浪水文条件进行分析处理,并以此为变量,仿真研究不同波浪对于海上风力发电机组关键部件的疲劳载荷影响。最后,引入风浪异向,更贴合实际地评估波浪对疲劳载荷的影响。

摘要：随着风电机组齿轮箱扭矩密度的提升,行星传动装置中渐开线平齿根花键已经满足不了目前齿轮箱轻量化设计的需求。针对这一问题,提出了一种将齿轮箱内部传统的渐开线平齿根花键优化为渐开线齿形花键的方法。首先,优化了渐开线齿形花键的齿廓变位系数、齿根高及齿顶高变位系数等,提高了花键的传扭能力;然后,研究了渐开线齿形花键结构,调整了其齿厚公差,使太阳轮可以正常浮动,以补偿齿轮啮合的对中偏差,降低了不均载系数,提高了齿轮箱内部齿轮的承载能力;分析了花键齿面载荷分布,对花键进行了齿向修鼓和螺旋角修形,改善了花键齿宽载荷分布,避免了花键轮齿端部受载过高,延长了花键联接的使用寿命;最后,使用工程算法,校核了花键抗剪切、抗磨损及花键连接本体强度等;通过齿轮箱相关试验,分析了齿轮箱拆检后花键齿面啮合情况,验证了渐开线齿形花键的扭矩传递能力。研究结果表明:采用渐开线齿形花键,通过优化其参数,可以提高花键的齿面接触强度,花键的扭矩传递能力提高了约10%,齿形花键的扭矩传递能力得到了实例验证。

摘要：主轴与齿轮箱的连接是风电机组传动链中的重要结构,销套-螺栓连接形式的传扭结构得到了越来越多的应用,但目前针对销套-螺栓连接结构极限和疲劳强度的研究还较少。为此,建立了销套-螺栓连接结构有限元模型,对极限强度和疲劳强度进行了安全性评估。首先,建立了包含销套、螺栓、主轴以及齿轮箱等部件的有限元模型;然后,校核了各部件在极限扭矩下的极限强度,并分析了不同扭矩下结构的应力情况;最后,提出了考虑非线性应力情况的疲劳强度计算方法,并校核了结构疲劳强度。研究结果表明:销套-螺栓连接结构的传扭可分为三个阶段,第一阶段为外圈螺栓传扭,第二阶段为外圈销套与内圈螺栓传扭,第三阶段为外圈销套与内圈销套传扭;传扭过程中载荷与应力存在明显的非线性关系,疲劳强度分析需要考虑相应的非线性关系;传扭结构应力最大点和疲劳最大点均位于主轴侧销孔,应力为553 MPa,疲劳数值为0.1355,因此,设计时需要重点关注主轴接口的强度情况,保证连接的可靠性。

摘要：随着“双高”趋势给电网带来的弱网稳定性威胁,为实现对电网强度的实时监测,需进行短路比的在线辨识。许多辨识方法均需设计复杂的谐波提取算法或采用高精度高速率的采样分析仪器,操作困难,成本较高。为降低短路比辨识难度,设计了基于滤波特性的扰动响应分量提取方法及数据检离群滑窗算法,并搭建了2.5 MW风电机组并网模型。仿真结果表明:短路比辨识误差在5%以内,辨识数据也具有较好的稳定性和准确性,验证了所提方案的可行性和工程应用潜力。

摘要：新能源设备接入比例的不断攀升给电力系统稳定运行带来新的挑战,基于快速傅里叶变换对电压波动与闪变检测方法展开研究,对于并网系统的电能质量评估和提升具有重要意义。针对频谱泄露问题和低频段测量误差,提出了基于加窗谱线插值修正的瞬时闪变视感度测算方法,并针对频域检测设计了短时闪变严重度的检测方法,分析了频率分辨率对闪变检测准确度的影响。基于RTLAB对所提闪变检测方法进行了验证,并通过切换频率分辨率提升了电压短时闪变严重度检测的准确度。

摘要：涡流发生器(VG或VGs)经常作为被动式的流动控制措施用于风力机叶片内侧,以减轻流动分离对气动性能的影响。然而,对内侧大厚度和极大厚度翼型,VG流动的复杂性和强烈的非定常性给基于数值模拟的VG设计和性能评估带来很大的不确定性。本文基于某相对厚度40%的大厚度钝后缘风力机翼型,在西北工业大学NF-3低速翼型风洞开展了涡流发生器设计参数对大厚度翼型表面流动和气动性能影响的试验研究。通过对气动特性、特征参数和压力分布等的分析可看出,VGs有效地改善了目标翼型的流动分离,提高了翼型性能;在设计参数中,弦向安装位置和涡流发生器高度对性能影响最大。

摘要：针对风力发电机组传动链动力学响应问题,以某兆瓦级风电机组为研究对象,建立传动链刚柔耦合的多体动力学仿真模型.分别分析机架柔性、齿轮箱弹性支撑刚度、发电机弹性支撑刚度对传动链动力响应特性(包括传动链模态、谐振与不同风况条件下的振动响应)的影响规律;通过实验室内振动测试,分别从时域和频域上验证模型的有效性.结果表明:支撑系统对振动能量主要分布在发电机壳体、齿轮箱箱体的模态影响最大,合理进行支撑系统刚度设计能够有效降低传动链共振风险.时域分析结果表明,谐振引起的零部件振动速度偏差最大达到120%;增大齿轮箱弹性支撑刚度并降低发电机弹性支撑刚度,有助于降低传动链振动水平.

摘要：该文对某兆瓦级机组开展整机载荷测试,提出一种仿真模拟-载荷测试-模型优化及验证的闭环设计方法。基于测试数据,参数识别得到机组的频率、阻尼和变桨响应,用于优化风力机组仿真模型。验证结果表明,优化仿真模型得到的结果与实测载荷规律趋势基本一致,机组主要部件的频域特性吻合较好,满足规范要求。基于实测数据的仿真模型优化方法,能有效提高仿真模型的可靠性。

摘要：为解决风电主动支撑和运行控制网络在实时性和可靠性方面所面临的挑战,满足电网调度响应时间要求,针对多业务、大流量通信场景,提出了一种基于时间敏感网络(time-sensitive network,TSN)技术的新型网络模式,通过优化算法对各业务通信时隙进行分配,实现单时间点单业务通信,从而保障业务通信的实时性和可靠性。实验结果表明,在多业务通信情况下,所提时隙算法可以有效分割业务传输间隙,控制各业务延时抖动,提高业务实时性。因此,风电机组通信网络从传统的“尽力而为”型以太网转变为时间敏感网络,避免多业务通信资源拥塞,满足重要数据通信确定性和及时性的需求,提升风电机组主动支撑能力。