停擺與空轉(zhuǎn)工況下風(fēng)力發(fā)電機(jī)整機(jī)氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性分析.pdf

1、停擺（Parked）與空轉(zhuǎn)（Idling）是風(fēng)力機(jī)停機(jī)不發(fā)電時(shí)的兩種運(yùn)行策略。當(dāng)來流風(fēng)速高于切出風(fēng)速時(shí)，根據(jù)不同風(fēng)力機(jī)制造商預(yù)先制定的控制策略，風(fēng)力機(jī)會(huì)進(jìn)入這兩個(gè)工況的其中之一來抵御強(qiáng)風(fēng)。國際電工委員會(huì)（International Electrotechnical Commission，簡稱IEC）頒布的風(fēng)力發(fā)電機(jī)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)IEC61400-1中就明確規(guī)定了需要對(duì)停擺和空轉(zhuǎn)工況下風(fēng)力機(jī)的載荷進(jìn)行計(jì)算和校核。因此，保證風(fēng)力機(jī)在停擺和空轉(zhuǎn)工況

2、下具有優(yōu)異的氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性對(duì)其性能和工作壽命具有十分重要的意義。
　　本文基于FORTRAN語言編寫的GAST氣動(dòng)彈性計(jì)算程序開展風(fēng)力機(jī)整機(jī)時(shí)域數(shù)值模擬和氣彈穩(wěn)定性分析。論文首先針對(duì)三種不同額定功率風(fēng)力機(jī)型開展了停擺與空轉(zhuǎn)工況下的整機(jī)氣彈仿真，獲得強(qiáng)風(fēng)條件下風(fēng)力機(jī)的時(shí)域載荷響應(yīng)。通過觀察載荷發(fā)散范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的翼型攻角和當(dāng)?shù)匾硇偷纳⒆枇ο禂?shù)曲線，發(fā)現(xiàn)大部分攻角處于失速區(qū)內(nèi)，具有明顯的失速振動(dòng)（Stall-induced Vibrat

3、ions）特征。在此基礎(chǔ)上，分別采用準(zhǔn)定常氣動(dòng)力模型和非定常 ONERA氣動(dòng)力模型對(duì)風(fēng)力機(jī)進(jìn)行氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性分析，得到各階模態(tài)的頻率、振型以及表征阻尼大小的對(duì)數(shù)衰減率和氣動(dòng)功。文中氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性分析采用特征值法和氣動(dòng)力做功法兩種穩(wěn)定性判定方法，并進(jìn)一步探討了兩者計(jì)算結(jié)果的一致性。氣動(dòng)力做功法求解過程包含非定常氣動(dòng)力模型的非線性因素，所以比特征值法的可靠性更高。將發(fā)散區(qū)內(nèi)彎矩的時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，并與負(fù)阻尼模態(tài)的頻率進(jìn)行比較。研究