风机极限载荷与疲劳载荷研究
发布时间：2021-07-19 15:00
风机结构的设计需要满足最大极限状态分析的要求,其中包括极限强度分析与疲劳失效分析。本文的研究侧重于极限载荷预报和疲劳载荷分析的一般性算法研究。引入经典极值理论对IEC风机标准提出的一般性方法——直接积分法进行了较深入的探索。结合分块法和超越门槛值法各自优点,创新性地提出了一种兼具提取效率和独立性的极值点提取方法。采用广义极值分布对提取点进行拟合,线性矩法估计分布参数,并使用Q-Q图进行拟合分布检验,解决了同类研究中遇到的拟合精度问题,减少了高分位数载荷的拟合误差。将算法应用于WPBaseline风机极限载荷的求解上,最终获得了更加贴近“真实数据”的超越概率曲线。引入反向一阶可靠度法IFORM对海上风机极限载荷的求解进行了研究。创新性地将IFORM的2维形式环境等值线法与1维最优化方法二分法结合起来,形成一种效率更高的搜索算法,应用于OC3Hywind风机极限载荷的求解上。同时与直接积分法进行对比验证,体现出搜索算法良好的计算成本优势和较高的可靠性。根据IEC标准提出的相关要求,对风机疲劳载荷计算的一般性方法进行了研究。利用研究极限载荷时积累的大量数据,以MLife...
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
001-2016年全球年度风电装机容量(GW)
- 2 -图 1-2 2001-2016 年全球累计风电装机容量(GW)Fig.1-2 Global cumulative installed wind capacity 2001-2016是一个发展中国家，当前的首要任务仍然是发展经济，发展经撑。面对日益严重的环境污染和气候变化问题，中国明确提出发展战略，而风电正逐渐成为这一战略目标中的重要组成部分已历经三十年历程，近十年来风电规模取得了较大的发展，开的陆上风电场逐渐走向更加复杂环境下的陆上和海上风电场。计装机容量已达 168.732GW，装机数量超过 10 万台，为超过岗位。2016 年中国风电发电量约 241TWh，覆盖了全国电力需步实施绿色低碳能源战略，在能源研究所与国家可再生能源中电发展路线图 2050》（2014 版）[3]中提出了风电发展的远期目标上，近海，远海风电均有不同程度的发展。基本情境下，风电需求中所占的比例上升至 17%，累计装机规模达到 10 亿千瓦
在整体发电量中所占的比例超过 30%，成为主要电源之一。 风机发展趋势风力发电需求的快速上升，对风机的单机容量提出了更高的要求，由此风机本身的结构尺寸急剧增大，最明显的特征就是塔筒高度越来越高，越来越大。根据国际能源署（International EnergyAgency，简称 IEA）对的研究[4]，过去三十年里风机的轮毂高度，风轮直径，额定功率等参数巨大的增长，以获取发电成本的降低。因为增加塔筒高度能够使风机捕小且通常速度更大的风资源，同时更大的风轮直径也能够产生更多的电 年至 2010 年典型的风机尺寸及功率参数如图 1-3 所示。目前，丹麦风机estas 已成功安装了塔筒高度高达 166 米的 V126-3.45MW 型陆上风机，上风机塔筒高度的新纪录。欧洲 UpWind 工程[5]以美国国家可再生能源实ational Renewable Energy Laboratory，简称 NREL）开发的某 5MW 逆风风，对风机尺度的设计极限进行了探索，在其最终报告中指出 20MW 逆风计是可行的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海上风机支撑结构的频域疲劳评估方法研究[J]. 秦培江,马永亮,韩超帅,曲先强. 浙江大学学报(工学版). 2017(09)
[2]不同外推方法求解近海风机的极限载荷[J]. 李昕雪,王迎光. 上海交通大学学报. 2016(06)
[3]地区线性矩法在太湖流域暴雨频率分析中的应用[J]. 吴俊梅,林炳章,邵月红. 水文. 2015(05)
[4]中国海上风电发展与环境问题研究[J]. 许莉,李锋,彭洪兵. 中国人口·资源与环境. 2015(S1)
[5]浮式风机极限载荷与疲劳载荷对比分析[J]. 张友文,王迎光. 海洋工程. 2015(03)
[6]清洁、可再生能源利用的回顾与展望[J]. 路甬祥. 科技导报. 2014(Z2)
[7]应用统计外推求解近海风机面外叶根部弯矩最大值[J]. 夏一青,王迎光. 上海交通大学学报. 2013(12)
[8]线性矩法与常规矩法对太湖流域降雨频率分析的比较研究[J]. 梁玉音,刘曙光,钟桂辉,周正正,胡艳. 水文. 2013(04)
[9]基于Monte Carlo法的极值分布类型及其参数估计方法比较[J]. 卢安平,赵林,郭增伟,葛耀君. 哈尔滨工业大学学报. 2013(02)
[10]风浪联合作用下近海风机塔架结构疲劳评估方法[J]. 马永亮,曲先强,沙胜义,韩超帅. 大连海事大学学报. 2012(03)
本文编号：3290907
【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：99 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
001-2016年全球年度风电装机容量(GW)
- 2 -图 1-2 2001-2016 年全球累计风电装机容量(GW)Fig.1-2 Global cumulative installed wind capacity 2001-2016是一个发展中国家，当前的首要任务仍然是发展经济，发展经撑。面对日益严重的环境污染和气候变化问题，中国明确提出发展战略，而风电正逐渐成为这一战略目标中的重要组成部分已历经三十年历程，近十年来风电规模取得了较大的发展，开的陆上风电场逐渐走向更加复杂环境下的陆上和海上风电场。计装机容量已达 168.732GW，装机数量超过 10 万台，为超过岗位。2016 年中国风电发电量约 241TWh，覆盖了全国电力需步实施绿色低碳能源战略，在能源研究所与国家可再生能源中电发展路线图 2050》（2014 版）[3]中提出了风电发展的远期目标上，近海，远海风电均有不同程度的发展。基本情境下，风电需求中所占的比例上升至 17%，累计装机规模达到 10 亿千瓦
在整体发电量中所占的比例超过 30%，成为主要电源之一。 风机发展趋势风力发电需求的快速上升，对风机的单机容量提出了更高的要求，由此风机本身的结构尺寸急剧增大，最明显的特征就是塔筒高度越来越高，越来越大。根据国际能源署（International EnergyAgency，简称 IEA）对的研究[4]，过去三十年里风机的轮毂高度，风轮直径，额定功率等参数巨大的增长，以获取发电成本的降低。因为增加塔筒高度能够使风机捕小且通常速度更大的风资源，同时更大的风轮直径也能够产生更多的电 年至 2010 年典型的风机尺寸及功率参数如图 1-3 所示。目前，丹麦风机estas 已成功安装了塔筒高度高达 166 米的 V126-3.45MW 型陆上风机，上风机塔筒高度的新纪录。欧洲 UpWind 工程[5]以美国国家可再生能源实ational Renewable Energy Laboratory，简称 NREL）开发的某 5MW 逆风风，对风机尺度的设计极限进行了探索，在其最终报告中指出 20MW 逆风计是可行的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]海上风机支撑结构的频域疲劳评估方法研究[J]. 秦培江,马永亮,韩超帅,曲先强. 浙江大学学报(工学版). 2017(09)
[2]不同外推方法求解近海风机的极限载荷[J]. 李昕雪,王迎光. 上海交通大学学报. 2016(06)
[3]地区线性矩法在太湖流域暴雨频率分析中的应用[J]. 吴俊梅,林炳章,邵月红. 水文. 2015(05)
[4]中国海上风电发展与环境问题研究[J]. 许莉,李锋,彭洪兵. 中国人口·资源与环境. 2015(S1)
[5]浮式风机极限载荷与疲劳载荷对比分析[J]. 张友文,王迎光. 海洋工程. 2015(03)
[6]清洁、可再生能源利用的回顾与展望[J]. 路甬祥. 科技导报. 2014(Z2)
[7]应用统计外推求解近海风机面外叶根部弯矩最大值[J]. 夏一青,王迎光. 上海交通大学学报. 2013(12)
[8]线性矩法与常规矩法对太湖流域降雨频率分析的比较研究[J]. 梁玉音,刘曙光,钟桂辉,周正正,胡艳. 水文. 2013(04)
[9]基于Monte Carlo法的极值分布类型及其参数估计方法比较[J]. 卢安平,赵林,郭增伟,葛耀君. 哈尔滨工业大学学报. 2013(02)
[10]风浪联合作用下近海风机塔架结构疲劳评估方法[J]. 马永亮,曲先强,沙胜义,韩超帅. 大连海事大学学报. 2012(03)
本文编号：3290907
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