風力發(fā)電機組振動控制的研究與應用.pdf

1、風電技術發(fā)展的趨勢是單機容量大型化，就是增加柔性體葉輪尺寸以獲得更多的風能，但同時需要更高的塔架支撐葉輪;另外隨著風能資源豐富的風區(qū)開發(fā)完畢，低風速區(qū)的風電技術得到快速發(fā)展，為了獲得相同的額定功率，其葉片長度設計的更長，迎風掃略面積更大，相應塔架高度更高。由此風力發(fā)電機組柔度增加，在運行過程中，容易加劇機組振動問題。過大的振動水平不僅降低機組工作效率及產生很大的噪聲，甚至造成機組某些零部件失效，降低機組設計壽命。所以僅靠增加結構強度和剛

2、度會大幅提高機組度電成本，采用振動控制措施是解決風力發(fā)電機組動力響應問題的有效方法。
　　本文結合某風電場的機組振動加速度超限引起報警停機問題，對該風電場所安裝的3MW機型進行振動分析，通過計算機仿真得到風力發(fā)電機組柔性部件的固有特性，提出采用多重調諧質量阻尼器進行風力發(fā)電機組的振動控制，應用動力學軟件FAST及ADAMS仿真振動控制效果。主要內容如下:
　　(1)運用結構動力學軟件，建立了一個包括葉輪、塔架、傳動系統(tǒng)等模型

3、的風力發(fā)電機組的整機動力學模型，其中葉片參數(shù)采用生產設計數(shù)據，葉片使用了8種不同的翼型鋪層制造，建立葉片模型時分別考慮了每種翼型的剛度特性;建立塔架模型時考慮了連接法蘭盤參數(shù)的影響，保證了動力學模型的準確性，可以較準確地描述所研究機組的整機動力學特性。
　　(2)對動力學模型進行線性化處理，分析風力發(fā)電機組柔性部件的固有頻率，通過FAST仿真計算其固有頻率結果，與用Bladed軟件得到的風力機的固有頻率進行比較，為振動控制裝置設計

4、提供參數(shù)設置依據。
　　(3)根據風力發(fā)電機組的振動特性，進行多重調諧質量阻尼器的參數(shù)設置，結合動力學模型，建立振動控制模型。通過極限陣風、湍流風及組合工況下風力發(fā)電機組動力學仿真分析，驗證風力發(fā)電機組振動控制前后的減振效果。
　　另外通過風電場現(xiàn)場試驗，機組安裝多重振動控制裝置后，能夠達到降低振動水平的目的，尤其是解決了額定風速以上機組振動問題及偏航控制伴隨的振動加速度超限停機問題。由此驗證了該多重振動控制裝置抑制風力發(fā)電