风电机组系统分析关键技术的研究及应用.pdf

摘要①针对风力发电机组目前常用的空气动力学计算理论——叶素动量理论我国的风能资源十分丰富,风力发电产业发展迅速,迫切需要提高国产风力发电装备的设计和制造能力。但是风力发电机组系统设计的关键技术和系统关键零部件制造与还有很大差距,对风电机组系统设计技术的研究也较薄弱,成为制约我国风力发电装备国产化的瓶颈。论文得到重庆市重点科技攻关项目“风电机组系统设计关键技术一的支持,对风力发电机组系统分析的关键技术进行了深入研究,研究的主要内容是理论荒芸悸怯煽掌柿恳鸬姆缢僦秃笮вΦ娜毕荩诜治霰冉狭酥升机旋翼和风力发电机组风轮的差异基础上,根据风轮自身特点,将用于直升机悬翼空气动力学计算的动态入流理论理论辛诵拚怪视糜诜缌发电机组的空气动力学分析计算,并提出了基于砺鄣姆缏挚掌ρЪ扑方法。②对风力发电机组典型的传动系统设计类型进行系统研究的基础上,提出了包括系统设计、售后服务、尺寸及质量、安装、成本等在内的风电机组传动系统设计的定性评价指标,结合非线性传动系统模型的定量分析结果,构成了风电机组传动系统结构的评价体系。③用修正的砺劢⒘朔缌Ψ⒌缁榭掌ρХ治瞿P停苯:仿真技术引入风电机组结构动力学分析中,该方法考虑了风电机组结构的气弹性问题,将计算的气动力和用扑愕慕峁贡湫蜗嗷ヱ詈希⒘朔力发电机组结构动力学的联合仿真分析模型。④采用风力发电机组联合仿真分析模型,将联合仿真分析技术应用于某失速型缌Ψ⒌缁低承阅芊抡娣治鲋小6苑缌Ψ⒌缁榻辛似阅芊治觯分析结果与比较,两者结果非常接近,这验证了联合仿真分析模型的正确性。该分析方法考虑到了风电机组结构的气弹耦合效应,仿真情况更接近于实际风力发电机组的工作情况,提高了计算精度。⑤针对当前风电机组向大功率、高效率、高可靠性方向发展的趋势,在行星齿轮传动的基础上,研究了一种大功率风电机组新型液力变速控制传动系统。这种新型的传动系统应用了行星齿轮传动和导叶可调式液力变矩器的组合,通过导叶可调式液力变矩器对系统进行变速控制,其精度高,响应速度快,超调量小,实现了变速输入、恒速输出,达到发电机功率恒定的目的,从而减小并网时对电网的冲击。并且建立了仿真分析模型,利用蚆疭砑中文摘要
对该系统的性能进行了动态仿真分析。⑥根据德国船级社制定的风电机组设计规范曜对关键零部件结构分析的要求,通过风力发电机组结构动力学的联合仿真分析,得到各种典型风况下的载荷,研究了单元类型及边界条件,建立其有限元模型,并采用镜挠限元分析软件对风力发电机组的关键零部件风轮轮毂、主轴以及主轴与轮毂的螺柱联接进行了结构强度分析。关键词:风力发电机组,系统建模与仿真,评价指标,新型传动系统,有限元分析,空气动力学重庆大学博士学位论文Ⅱ
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⒌绲姆⒄随着人类社会的发展和科技的进步,人类对能源的需求不断扩大,几乎我们每个人的衣、食、住、行都伴随着能源的消耗。能源在社会、经济和人民的生活等各方面起着举足轻重的作用。从全球能源消耗来看,%的能源来自化石燃料括煤炭、石油和天然气%来自核电,其余的ダ醋钥稍偕茉主要是水电和风力发电】。随着人的增长和经济的发展,能源将供