风力发电机组变桨速率与载荷关系的研究

论文摘要

我国能源建设计划已经明确指出:风电的利用对促进电力工业结构调整、减少环境污染、推进技术进步、培育新的经济增长点具有重要意义。风力发电机组的各个部件担负着很大的机械载荷,这致使风力发电机制造的成本居高不下,而且,风力发电机的制造成本和风力发电机的额定输出功率的立方成正比,随着风力发电机向大型化发展,由载荷增大产生的相应成本陡增。有资料表明:风电机组各零部件上的载荷与控制方法,尤其是控制参数的选取有关,因此,在设计阶段研究风力发电机组各个零部件上的载荷具有十分重要的理论意义和实用价值。根据IEC61400-1标准,本文以某型号风力发电机组为建模、计算的基础,改变变桨速率,分别做了风力发电机组的叶片根部,塔架顶部和底部的载荷仿真计算,并筛选出了每个确定变桨速率下这三个部位的极限载荷,并对变桨速率与各极限载荷之间的关系做了分析和总结。本文的定量分析结论将会对大型风力发电机组的设计起到很好的指导作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 风力发电产业现状
• 1.1.1 中国风资源状况
• 1.1.2 风力发电装机现状
• 1.2 风力发电产业发展状况
• 1.3 发展预测
• 1.4 选题背景和意义
• 1.5 课题研究内容与主要成果
• 1.6 论文结构组织
• 第二章 风力发电机的载荷
• 2.1 风力发电机上承受的载荷
• 2.2 叶片上的载荷
• 2.3 轮毂上的载荷
• 2.4 塔架上的载荷
• 2.5 风力发电机组设计载荷计算标准
• 2.6 本章小结
• 第三章 风力发电机组载荷计算技术研究
• 3.1 国产某型号MW级风力发电机组仿真载荷计算的建模
• 3.2 风模型的建模
• 3.3 风模型相关参数的计算
• 3.4 风力发电机组载荷计算
• 3.5 载荷局部安全系数
• 3.6 本论文的载荷计算背景
• 3.7 设计载荷计算所采用的坐标系
• 3.8 本论文所研究的风力发电机变桨控制参数
• 3.9 本章小结
• 第四章 风力发电机组的变桨速率和塔架极限载荷的关系
• 4.1 研究方法
• 4.2 切出风速时的变桨速率与塔架底部（tower=0m）的极限载荷之间的关系
• 4.2.1 切出风速时的变桨速率与塔架底部极限力矩之间的关系
• 4.2.2 切出风速时的变桨速率与塔架底部极限受力之间的关系
• 4.3 切出风速时的变桨速率与塔架顶部（tower=67.8m）极限载荷之间的关系
• 4.3.1 切出风速时的变桨速率与塔架顶部极限力矩之间的关系
• 4.3.2 切出风速时的变桨速率与塔架顶部极限受力之间的关系
• 4.4 额定风速时的变桨速率与塔架底部（tower=0m）的极限载荷之间的关系
• 4.4.1 额定风速时的变桨速率与塔架底部的极限力矩之间关系
• 4.4.2 额定风速时的变桨速率与塔架底部的极限受力之间的关系
• 4.5 额定风速时的变桨速率与塔架顶部（tower=67.8m）的极限载荷之间的关系
• 4.5.1 额定风速时的变桨速率与塔架顶部的极限力矩之间的关系
• 4.5.2 额定风速时的变桨速率与塔架顶部的极限受力之间的关系
• 4.6 本章小结
• 第五章 风力发电机组的变桨速率与叶片根部极限载荷之间的关系
• 5.1 研究方法
• 5.2 额定风速时的变桨速率与叶片根部极限载荷之间的关系
• 5.2.1 额定风速时的变桨速率与叶片根部（Blade =1.25m）的极限力矩的关系
• 5.2.2 额定风速时的变桨速率与叶片根部的极限受力之间的关系
• 5.3 切出风速时的变桨速率与叶片根部的极限载荷之间的关系
• 5.3.1 切出风速时的变桨速率与叶片根部极限力矩之间的关系
• 5.3.2 切出风速时的变桨速率与叶片根部极限受力之间的关系
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 缺点与不足
• 6.3 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢