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载荷计算不确定性分析

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:风力发电机的载荷并不是确定的,而是通过气动力弹性分析程序得到的数量有限的载荷响应时间序列进行预测的。因此,模型本身是存在着不确定性的,包括统计不确定性。风是风力发电机结构载荷的最主要来源,是一种随机交变应力,如图14-4所示。图14-4 随机交变应力示意图图14-5 等幅交变应力示意图湍流强度就是随机交变风载荷的最直接体现。应力的随机性极大地增加了载荷计算的难度,也引入了巨大的不确定性。

载荷计算不确定性分析

风力发电机的载荷并不是确定的,而是通过气动力弹性分析程序得到的数量有限的载荷响应时间序列进行预测的。因此,模型本身是存在着不确定性的,包括统计不确定性。

风力发电机载荷计算的不确定性还取决于风的本质。风是风力发电机结构载荷的最主要来源,是一种随机交变应力,如图14-4所示。而通常的机械载荷是如图14-5和图14-6所示的,有规律变化的,等幅和变幅交变应力循环。

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图14-4 随机交变应力示意图

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图14-5 等幅交变应力示意图(www.xing528.com)

湍流强度就是随机交变风载荷的最直接体现。应力的随机性极大地增加了载荷计算的难度,也引入了巨大的不确定性。这是计算风力发电机载荷和微观选址时倾向保守的原因之一。

风电场的投资回收期通常都较长,达到10年左右,而根据20年设计寿命推算的载荷工况不可能与实际情况完全一致,后者要复杂得多。

可以说,风力发电机是在一种极其复杂和恶劣的工况下运行的机器,如车辆行驶于崎岖而颠簸的山路上,安全平稳运行20年是非常困难的。这也是风力发电机大型化的技术挑战之一,也使得风资源和微观选址的工作变得越发重要。风资源与微观选址的目的就是为风力发电机这部机器找到一个最合理的运行工况,使发电量最大化的同时,尽量减小载荷,包括疲劳载荷和极端载荷。可以说,风资源与微观选址对风电的可持续健康发展起到关键性作用,不容忽视。

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图14-6 变幅交变应力示意图

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