随着风能生产的发展,适合于土地开发的风能和平坦土地越来越少,主要集中在地形和海洋复杂的山区。国大部分的内陆地区多山且崎不平。平坦土地相比,复杂地形中的风电场往往具有更多的风能资源和更广阔的发展空间。杂风电场中的冷风储能单元不仅必须承受环境因素,例如高低地面起伏,风速和演变,储存,湍流强度和极端温度变化,也需要复杂的年份。均风速较低,风能冷库机组必须采用更长的叶片和更高的塔架才能实现更高的年发电量,从而带来更大的灵活性和复杂的动态响应。
库单元。此,在复杂的野外条件下,为确保系统的适应性和可靠性,有必要对旨在满足标准安全级别的风能存储单元进行特定的现场安全评估和优化。电场和特定地点的安全评估。点是风能制冷机组的负荷分析。内外专家研究了复杂风电场的微观位置,风力制冷储存单元的负载和性能。
昌和他的合作者提出了一种方法,该方法通过将Jensen和Lissaman模型应用于复杂的现场条件,并通过分析不同的设计因素,来优化复杂地形上的风电场的微观定位。量的疲劳载荷计算。能存储单元疲劳负荷的影响程度;欧阳华等人以一个模型为例,分析了风能存储单元在极限载荷,疲劳载荷和性能方面的不同湍流强度,Raymond使用Flex5建立了一个模型。力储能单元,分析不同风电场环境参数的变化对风力储能单元等效疲劳载荷的影响。上述研究的基础上,本文研究了对复杂冷藏库的特定负荷极限的评估,并研究了环境因素,例如空气密度,湍流强度,风倾角,风切变,参考风速和风速切角。行了大量的最终载荷条件的计算,并且上述影响因素的影响程度和阴影方向对风冷蓄能器关键部件的关键载荷分量。分析。于每种环境因素分析,都根据IEC 614001和GL2010规范制定了大量极限载荷条件,并使用GHBladed软件计算风能存储单元的极限载荷。数修改对风能存储单元的最终负载的影响的分析考虑了其他参数。果将在文本中单独描述更改,则不会更改。了更清楚地比较风能存储单元关键部件的极限载荷结果,本文选择了比较结构强度控制n与较大弯矩和扭矩的方法,特别是叶片根部,静态轮毂,轭架轴承和塔架。格的底部。本文旨在最终分析特定模型的负荷而言,对该模型的风电场的适应性进行分析非常重要,但并不构成一般性结论。于篇幅所限,本文档未将风能参数对冷风能存储单元的疲劳载荷的影响,这将单独编写。冷式存储单元的原始空气密度是根据标准空气密度1.225 kg /m²计算的。杂风电场中的空气密度通常与标准空气密度不同:在不同的温度,冷库安装海拔高度等条件下,空气密度与空气密度不同标准。于风压与空气的密度成正比,因此它将直接影响风冷存储单元的充气量。
限载荷的计算以1.3kg / m 2进行,并且如图4所示比较从每个部件获得的极限载荷结果。图1可以看出,随着空气密度的增加,风能存储单元各组成部分的极限载荷基本呈线性增加,并且变化趋势塔底的极限载荷的线性特别明显,但轮毂的极限载荷Mx变化很小。果表明,空气密度对风力设备传动链的扭矩影响很小。体而言,随着空气密度的增加,冷风储能单元各部件的极限载荷增加,并且必须验证和优化每个组件的极限强度以确保风的安全。库。
流强度是对风力涡轮机中的冷藏装置安全等级进行分类的重要参数之一,它与地面的高度和表面的粗糙度以及地形特性。复杂的地形上,高地,山脉,树木和逆风建筑会增加湍流强度。外,风电场中的尾流效应不仅影响风能存储单元的电力生产,而且增加了湍流强度,从而增加了冷存储单元的负荷。了分析空气密度对风冷蓄能器极限载荷的影响,当轮毂高度处的参考湍流强度I15达到极限载荷时,进行极限载荷的计算。别为0.18、0.16、0.14、0.12,但在极端湍流条件下湍流强度保持恒定。
较每个组件获得的极限载荷结果,如图2所示。图2可以看出,随着湍流强度的增加,叶片的极限力My和Mz会增大轮毂的极限Mx和Mz,偏航轴承的极限载荷Mx和Mz以及塔架底部的极限载荷My和Mz相似。性趋势是向上的,但是Mx叶片,My轮毂,My水平滑动和塔的下部Mx不变,并且不超过极端湍流条件下的极限载荷。负荷的基础上,发现这些极端负荷发生在湍流中。端湍流条件,强度不发生变化;极端和阵风条件随方向变化而变化。体而言,对于每个水平的湍流强度,塔架底部的极限载荷阴影最大,塔架底部的极限弯曲力矩增加了大约10%,并且弯矩其他组件的极限和扭矩增加很低。冷存储单元的风倾角通常为8°,并且假定风角(上升气流)不随高度变化。是,在复杂的野外条件下,特别是在十个山区的风电场中,地形变化会影响风角的大小。
了分析风向倾斜角对风冷蓄能器极限载荷的影响,在风向倾斜角等于时计算极限载荷。0°,4°,8°,12°,16°,20°,并获得每个组件的极限载荷。较结果如图3所示。图3中可以看出,随着风倾角的增加,Mx黎明的极限载荷呈现出近似线性的下降趋势,即My先增加后减少,而Mz在减少4°后逐渐增加; Mx负载几乎不受影响,My呈阶跃变化,Mz表示近似线性的上升趋势,横摆率极限负载对应于轮毂的极限负载趋势,而极限负载塔底部的Mx和My表示线性下降趋势。是,Mz呈线性上升趋势。
体而言,每个组件的扭矩增加最大。此,风倾角的变化对风力涡轮机的传动系统,变桨系统和偏航系统的设计有很大的影响。切变反映了风速随海拔高度的变化,这与地形,表面粗糙度和热稳定性有关,其中地形对风切变的影响为比表面粗糙度更明显。常,风速会随着海拔的升高而增加,但是即使在崎mountains的山脉复杂的地形条件下,也会出现负切变,即风速会随着海拔的升高而降低。了分析风切变对风冷蓄能器极限载荷的影响,当风切变系数为0.05、0, 08、0.11、0.14、0.17、0.20、0.23、0.26。
较结果如图4所示。图4可以看出,随着风切变系数的增加,叶片的极限载荷My和Mz表示近似线性上升趋势,而Mx呈下降趋势,轮毂的极限载荷Mx和My变化不大,但轮毂的极限载荷Mz略有变化。航轴承极限载荷的趋势几乎与轮毂的极限载荷相同,塔架的极限载荷Mx,My和Mz近似线性减小,并且Mz最大。体而言,随着风切变系数的变化,风能存储单元各组成部分的扭矩发生了显着变化,弯矩较小,需要注意载荷风能存储单元的传输系统,变桨系统和偏航系统。况根据50年参考风速并基于风速确定50年极端风速(EWM50)和年度极端风速(EWM1)模型参考(请参阅表1)。50年安全级别中的极端风速和一年中的极端风速的设计值。了确保风能存储单元正常工作,当风速极高时处于闲置或挂起状态,因此仅对风能存储单元进行极限负荷计算空转和暂停运行条件处于不同的安全级别,而其他工作条件则保持初始安全级别III。计。着风电场的斜率增加,在图5中示出了参考风速对风力涡轮机的蓄冷单元的极限负载的影响。5.从图5中可以看出,随着参考风速的增加,黎明的最终Mx和Mz负荷显示出近似线性的上升趋势,并且增加幅度更大。I类风区中,轮毂的极限载荷Mz超过III类标称值,我的增加很小,偏航轴承的极限载荷Mx和My不变,并且Mz的载荷在增加后明显增加II级风区:塔底的最终Mx负载受到的影响最大,呈近似线性上升趋势,而Mz的增加很小;叶片的极限载荷My,轮毂的极限载荷Mz,偏航轴承的极限载荷Mx和My以及塔架的极限载荷My不超过初始设计值。此,极限载荷的这些分量不受参考风速变化的影响;叶片-鞋带对的影响很大,有必要集中精力设计更宽的俯仰和偏航系统。复杂的现场条件下,尤其是在年平均风速较低的风电场中,使用更长的叶片可实现更高的年输出功率。着其长度的增加,风能的蓄冷单元的电荷增加。低冷藏单元的风速是减轻冷藏单元负荷的有效方法之一。于年平均风速较低的风电场中的风速分布,全年的风速很少,因此影响冷库的年发电量很小。风速为20 m / s,21 m / s,22 m / s,23 m / s,24 m / s,25 m / s时进行载荷计算并得出最终载荷结果比较从每个组件获得的结果,如图5所示。6.我们在图6中看到,叶片的极限载荷不会随风速的增加而变化,轮毂的极限载荷Mx呈现出近似线性的上升趋势,My并没有变化, Mz显着增加,偏航上升,塔底。
限载荷变化对应于轮毂极限载荷的趋势。以看出,降低风速对年发电量的影响很小,可以帮助降低偏航系统的扭矩和最终塔架负载,从而可以降低系统的制造成本。边,塔和基础。文针对环境条件不同的复杂风冷机组进行了极限载荷计算,并进行了大量的统计分析,得出了空气的密度,湍流强度,风倾角,风切变,参考风速和风速切角。限负载对风能存储单元各个关键组件的影响程度仅限于本文的长度,但是更改多个参数组合对最终负载的影响没有显示风能存储单元,它将被单独写入。一种情况下,位于风电场不同位置的风冷储能单元承受不同的风况和负荷,地形复杂的风电场情况更加明显。是,由于风电场中存储单元的数量不超过几十个或更多,因此需要花费大量时间和精力来为所有存储单元执行详细的负荷计算。此,重要的是找到一种快速预测负荷的方法。IEC61400-l的第11.9节和GL2010的第4.4.8节均提供了一种通过比较数据来确定风电场对风能冷库设备的适用性的方法风力发电,但在实践中经常可以满足某些风力发电场参数超过设计值的要求,因此,所有复杂风力发电场的风力参数对冷库机组负荷的总体影响通过分析,可以更直观地确定风能存储设备对风电场的适应性。据本文的分析,风能存储单元组件的极限载荷变化几乎与环境参数的变化成线性比例关系。响程度,统计地计算出大量的负荷计算结果,每个风参数变化的阴影程度对风能冷库机组各组成部分的负荷记录并以负载数据库的形式建立,并且每次通过风电场的微位置分析时,当风参数处于该位置时,每个参数的影响都会改变通过线性插值法可以快速计算和叠加冷风储能单元的充气量,与初始设计负荷进行比较,并在初始设计过程中优化结构。出预先判断。果风能存储单元可以满足结构强度设计要求,则该过程的实现过程如图7所示。本文中,将对基于大量环境分析,基于环境因素的复杂冷库设备:空气密度,湍流强度,风角,风切变,参考速度和横截面切割。析了极限载荷对冷库机组不同关键部件的影响程度以及极限载荷变化引起的风冷库机组部件设计的重点。此基础上,提出了一种复杂场风机的负荷分析方法,可以对风电场中多个风冷机组的负荷进行快速预测和分析。杂的地形并适应风力涡轮机冷库的风力发电场。性的预先判断提高了复杂冷藏库负荷评估的效率。
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