《复杂但可以忽略的是:浮动风力涡轮机平台与叶片之间惯性耦合的非线性》

  • 来源专题:可再生能源
  • 编译者: pengh
  • 发布时间:2018-11-29
  • 近似线性化模型对于浮式风力涡轮机的初步设计非常重要,但它们的价值取决于它们如何近似真实世界中的非线性行为。本文以浮动平台的运动与叶片动力学之间的非线性惯性耦合为研究对象,利用简化模型演示了惯性耦合的工作原理,系统研究了不同运动方向、振幅和频率下叶片动态响应的线性性。推导了简化的运动方程,并对其进行了近似解析求解,结果表明,叶片响应在平台运动幅值范围内包含了一定频率范围内的谐波。与数值模拟结果的比较表明,本文的分析结果对大型平台的运动具有较好的定性和准确性。由于响应中存在多个谐波,因此转子速度和平台运动的组合比预期的要多,从而导致较大的共振叶片响应和非线性行为。总的来说,实际转子速度和低平台频率(低于20?rpm和0.2?Hz),非线性惯性负载由于平台运动应该可以忽略不计。对线性化结构模型的应用和尺度模型测试的相关性进行了讨论。

    ——文章发布于2019年4月

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    • 研究了无源气动弹性剪裁的概念,以最大限度地提取在均匀流场中旋转的NREL 5 mw风力涡轮叶片的功率,其中一个具有周期边界条件的单叶片模拟了一个三叶风力涡轮转子。变角丝束复合材料模拟了变截面风力涡轮叶片的设计,实现了气动载荷作用下的弯扭耦合变形。采用约束优化算法,只改变复合材料纤维沿叶跨的角度,确定从切入到额定风速四种均匀入流条件下复合材料纤维的最优分布。计算流体动力学求解器CRUNCH CFD®和商用有限元分析求解器Abaqus分别计算叶片的静气动载荷和结构变形,直至达到气动弹性收敛。计算得到的气动弹性公式预测,当叶片在接近切入风速时优化,涡轮功率提取最多可增加14%,在额定风速时优化可增加7%。利用在离散风速下的优化结果,评估了两种桨叶设计策略,以确定在运行风速范围内最大限度地提高功率输出的桨叶的单一复合铺层。 ——文章发布于2019年8月
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    • 编译者:郭楷模
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    • 日本Hibiki浮动风力发电项目背后的企业联盟宣布,其3兆瓦双叶片风力涡轮机已正式进入商业化运营阶段。Hibiki项目采用独特的驳船式浮动系统,配备由Aerodyn公司设计的SCD 3兆瓦双叶片涡轮机,安装在Ideol阻尼池浮动平台上。该涡轮机位于北九州海岸15公里处,自2019年5月起开始试运行。作为日本首个钢驳船式浮动风力发电设施,Hibiki项目在完成新能源和工业技术发展组织(NEDO)的示范阶段后,于2024年3月移交至Glocal公司管理。 Glocal公司成立了Hibiki Floating Wind Power(HFWP),专门负责该风电场的运营维护工作。项目所产生的电力将全部供应给九州电力公司。资产管理由SMFL Mirai Partners负责,其他投资方包括Renewable Japan、KEMCO、Gojin Group以及中国电力公司等多家企业。 Hibiki项目是日本第二台实现商业化运营的浮动风力涡轮机,其成功运行为日本海上风电发展提供了重要参考。