多设计载荷工况下风机整机动载荷特性分析

简介

为研究风力发电机组在多种设计载荷工况下的动载荷特性，采用SIMPACK、TurbSim和AeroDvn软件协同仿真。以某5MW近海风力发电机组为例，在SIMPACK中建立其整机气一弹—空耦合仿真模型；根据IEC61400-1中规定的设计载荷工况，将风机叶片和塔架考虑为柔性体，使用PID变桨控制策略，模拟风机在正常湍流、极端湍流以及空载工况下风机运行情况，获得了风机轮毂处风速、叶片变桨角度及叶片载荷变化曲线；并对叶片根部载荷做频谱分析，发现叶根载荷频谱中轮毂转频对应频率处出现较大的峰值，是影响叶片疲劳寿命的主要因素。研究结果可为风力发电机组仿真及优化设计提供参考。