水平轴风力机载荷的统计分析与计算

发布时间：2020-05-16 18:10

【摘要】：风能资源潜力巨大,风电已经成为新世纪解决能源危机和环境污染的重要组成部分。风力机叶片的设计和可靠性直接关系到风力发电机组的安全运行。风速的随机性是风力机叶片随机载荷产生的主要原因,也是导致叶片疲劳失效的重要因素,因此研究风速分布模型并对载荷进行统计分析成为必要。 本文进行了风电场风速分布模型的研究,分析了双参数Weibull分布模型参数估计方法以及风能特征值的计算,并结合风电场实际数据拟合出符合风电场实际的风速分布模型;具体分析了影响风速的因素和几种常用的功率谱模型,采用Kaimal模型和Davenport相干函数,运用谐波合成法对风电场紊流风速进行了模拟;利用叶素-动量理论对风力机叶片进行气动载荷计算,同时考虑叶片的重力载荷和离心力载荷,模拟了风力机叶片根部挥舞力矩和摆振力矩的载荷时程;基于雨流法对十分钟叶片根部的挥舞力矩和摆振力矩进行雨流计数,采用Gumbel分布和三参数Weibull分布进行了挥舞力矩和摆振力矩载荷谱的统计分析和比较,拟合出短期载荷分布曲线,同时给出了长期载荷计算方法,为风力机叶片疲劳可靠性分析和设计奠定了基础。
【图文】：

图 1-1 全球每年新增风电装机总量图 1-2 全球累计风电装机总量世界范围内，风电发展最成熟的区域仍然是欧盟。在 2007 年欧盟容量中，风力发电占据新增容量份额的 46%，已经超越天然气发新增电源。与此同时，风电发展迅速的地区还有北美和亚洲，风升，与欧盟一起形成了齐头并进的格局，这一格局在很长一段时

2图 1-2 全球累计风电装机总量世界范围内，风电发展最成熟的区域仍然是欧盟。在 2007 年欧盟容量中，风力发电占据新增容量份额的 46%，已经超越天然气发新增电源。与此同时，风电发展迅速的地区还有北美和亚洲，风升，与欧盟一起形成了齐头并进的格局，这一格局在很长一段时下去。同时，风电分布区域比较集中，表 1-1 所示为 2009 年十大装机容量，从表中可以看出，全球风力发电份额的 86.5%被排名所占据，其中，美国、中国、德国、西班牙风电发展优势十分明机容量的 66.9%，而在 2010 年，中国已经超越美国成为全球装机。陆地风力资源相比，海上风力资源条件十分优越。陆地适于安装址有限，风电机组会对自然景观产生一定的影响，，同时周围的居力发电产生的噪音的影响，而海上风力发电不受这些限制条件的，将风电场从陆地移向近海已经有了长足的发展，成为风能利用
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK83

【参考文献】

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本文编号：2667107