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：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：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：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。

摘要：风电机组变压器内置塔筒是一种新型的布置方式,但不可避免地带来运行发热量大、增加塔筒空气环境温度等问题。鉴于此,采用计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术对内置变压器的塔筒双层原机械通风散热系统进行了数值模拟研究,通过分析计算结果的速度场和温度场,指出原方案的不足,并在此基础上提出三种递进式优化方案,通过对比原方案和各优化方案的温度计算结果,证明了优化方案的有效性,优化结果满足塔筒环境温度设计要求。

摘要：该文提出在叶片前缘腹板开孔优化叶片内腔流动阻力从而改善叶片除冰效果的方法。研究发现,前期开发的气热除冰系统在71.5 m长叶片中的工作流量仅1850 m^(3)/h,热平衡时叶片外壁玻璃钢区域平均温度仅0.42℃,无法满足叶片的除冰需求,且鼓风机存在喘振风险。通过对不同开孔方案进行研究发现,前缘腹板的开孔直径分别为30、40、50、60 mm时,鼓风机的工作风量分别为2230、2553、2970、3397 m^(3)/h,叶片外壁玻璃钢区域的平均温度分别为1.06、1.17、1.68、2.09℃。由于叶片外壁玻璃钢区域温度达到约2℃时具有较好的除冰效果,因此叶片前缘腹板开孔直径设计为60 mm。

摘要：自然条件恶劣的高海拔地区对储能设备的环境适应性提出了严峻的挑战。而作为储能设备核心的锂电池包,因其在工作过程中会大量产热导致温升、温差过高,因此需要实施严格的热管理方案。显然,海拔高度的变化将直接对锂电池包的散热性能产生影响。因此,为了评估储能锂电池包在不同海拔工况下的热特性,本工作以某强制风冷系统为研究对象,首先阐述了海拔高度变化对于电池系统参数的具体影响,接着通过数值模拟探究了海拔高度从0~4000 m变化对于电池温度特性的影响,最后针对高海拔工况提出散热结构的优化方案。结果表明:海拔高度变化主要是通过改变空气参数及风扇特性从而影响风冷系统的热特性;随着海拔高度的提升,电芯温升和温差均有不同程度增加;且当海拔高度高于1000 m后,温升增加率较高;在高海拔工况下,通过增加进风口面积和提升风扇转速的优化方案可以有效降低系统电池的温升和温差。本工作为今后储能电池系统在高海拔的工程应用提供详细的温度数据、规律及优化参考。