大型风电机组变桨距系统的仿真研究

发布时间：2020-04-16 04:32

【摘要】：随着社会经济的发展,对能源的需求在不断的增加,可再生的风能资源越来越受到受人们关注,在风资源的利用方面,风力发电已经成为风能利用的主流,但是随着风电机组大型化的发展,风轮在工作运行中的动态特性也变比较复杂,尤其是塔影效应、风剪切效应等的影响,使风电机组的发电功率波动及风轮载荷不平衡现象越来越明显,风电机组运行可靠性和使用寿命也了受到影响。因此,本文对风力机组的独立变桨距系统进行了研究与分析,为今后风电机组的变桨系统的设计提供依据。本文主要的研究内容包括:(1)分析了风电机组的发电原理,利用空气动力学基础推导了风速流经风轮时,气流速度和压力的变化以及风机的风能利用率,并阐述了风电机组变桨距系统的原理。(2)对风电机组的动态性能进行研究,分析了风剪切和塔影效应在风轮平面空间的风速分布,对风电机组功率波动及风轮载荷不平衡的影响。(3)根据风电机组功率波动及风轮载荷不平衡的现象,提出了基于桨叶方位角的独立变桨技术,用桨叶翼型在Fluent二维流场模拟的受力载荷数据,对独立变桨桨距角进行了优化求解,相比于传统的统一变桨,独立变桨对风力机的功率及风轮载荷不平衡现象明显减小,符合风力机设计要求。(4)利用三维建模solidworks软件对变桨距结构进行建模,建模过程中,利用一系列桨叶截面的坐标点通过坐标转换原理进行了桨叶模型创建,并简化相关细节结构,最后运用ADAMS软件对在额定风速下的变桨距过程进行动力学模拟仿真。(5)利用对风电机组独立变桨距系统的动力学仿真分析结果,对风轮的轮毂进行了疲劳分析及寿命计算,验证能否满足设计要求。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM315

【参考文献】