基于實(shí)測數(shù)據(jù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈載荷分析.pdf

1、當(dāng)今社會(huì)，能源問題日益突出，風(fēng)能作為一種取之不盡、用之不竭的能源已經(jīng)被列入能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃的主要部分，風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)正在快速健康的發(fā)展。
　　風(fēng)力發(fā)電機(jī)的主傳動(dòng)鏈?zhǔn)秋L(fēng)力發(fā)電機(jī)中的核心部分，其中包含有關(guān)鍵設(shè)備和部件，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的運(yùn)行環(huán)境惡劣、運(yùn)行工況復(fù)雜，因此這些關(guān)鍵部件具有失效率高、可靠度低的特點(diǎn)。使風(fēng)力發(fā)電機(jī)具有一定的可靠度的前提是準(zhǔn)確的掌握其所承受的載荷，風(fēng)力發(fā)電機(jī)所承受的載荷具有隨機(jī)性和復(fù)雜性，因此基于實(shí)測數(shù)據(jù)，研究風(fēng)

2、力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈所承受的載荷，掌握其載荷規(guī)律有著重大的意義。
　　本文以某風(fēng)電場1.5MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈作為研究對(duì)象，針對(duì)風(fēng)電齒輪箱輸入端和輸出端載荷的復(fù)雜性，基于 SCADA監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測收集得到的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組1個(gè)月的運(yùn)行數(shù)據(jù)，分別從數(shù)理統(tǒng)計(jì)的角度和隨機(jī)過程的角度分析了風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈的載荷規(guī)律。主要的研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　(1)針對(duì)風(fēng)電齒輪箱輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算方法，目前被廣泛應(yīng)用的理論計(jì)算公式具有一定的合理性，但

3、其是否與實(shí)際情況相符并不得知。本文通過對(duì)風(fēng)電場 SCADA監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測收集得到的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，推導(dǎo)得到風(fēng)電齒輪箱實(shí)際輸入轉(zhuǎn)矩，將其與應(yīng)用理論計(jì)算公式得到的理論輸入轉(zhuǎn)矩相對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者之間具有較大的偏差。因此提出修正系數(shù)，利用最小二乘法結(jié)合高斯函數(shù)和一次函數(shù)進(jìn)行曲線擬合，建立了修正系數(shù)和風(fēng)速之間的關(guān)系模型，從而對(duì)被廣泛應(yīng)用的理論輸入轉(zhuǎn)矩計(jì)算公式進(jìn)行修正。
　　(2)針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈所承受的載荷的復(fù)雜性，將風(fēng)電齒輪箱的輸

4、出軸作為研究載體，利用風(fēng)電場實(shí)測數(shù)據(jù)，推導(dǎo)得到風(fēng)電齒輪箱輸出軸載荷-時(shí)間歷程，判斷正常工作載荷和沖擊載荷出現(xiàn)的時(shí)刻，進(jìn)而得到正常工作載荷-時(shí)間歷程和沖擊載荷-時(shí)間歷程兩部分。根據(jù)疲勞可靠性相關(guān)理論，應(yīng)用雨流計(jì)數(shù)法，得到正常工作載荷的載荷譜，對(duì)其進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，并結(jié)合假設(shè)檢驗(yàn)方法建立正常工作載荷的載荷分布模型，以此描述風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈所承受正常工作載荷的載荷規(guī)律。
　　(3)針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈所承受的沖擊載荷，由于其為非疲勞載荷

5、，不能應(yīng)用雨流計(jì)數(shù)法求得其載荷譜，因此根據(jù)隨機(jī)過程理論，研究沖擊載荷出現(xiàn)的時(shí)刻。假設(shè)沖擊載荷的出現(xiàn)是一種泊松過程，依據(jù)泊松過程的特性，利用實(shí)測的風(fēng)電齒輪箱輸出軸所承受的沖擊載荷時(shí)間歷程進(jìn)行驗(yàn)證，并且進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，結(jié)合K-S假設(shè)檢驗(yàn)方法，求解此泊松過程所服從的強(qiáng)度，以此描述作用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈上的沖擊載荷的載荷規(guī)律。
　　基于實(shí)測數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈進(jìn)行載荷分析，更符合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行工況，這將為風(fēng)力發(fā)電機(jī)主傳動(dòng)鏈的設(shè)