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极端风速模型(EWM)

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极端风速模型(Extreme Wind Speed Model, EWM)是用于评估风力机在极端风况下的结构完整性和安全性的关键模型。

1. 定义与目的

EWM用于确定风力发电机组在极端风事件(如50年或1年一遇的最大风速)中可能承受的极端风速值,以确保机组在极端条件下仍能满足设计安全要求(如不发生倒塌或关键部件失效)。

2. 极端风速分类

EWM可以是稳态风模型或湍流风模型,其基于参考风速Vref与固定的湍流标准偏差σ1

如果风力机类型设计为T级台风参考风速,则在极端风速模型中Vref应替换为Vref,T,同时保留其他参数。

(1)稳态极端风模型

对于稳态极端风模型,50年一遇的极端风速Ve50和1年一遇的极端风速Ve1,以高度z作为函数,用以下公式计算:    

其中,Vref是参考风速,z 是高度,zhub是轮毂高度,要特别注意的是这里的风切变指数是0.11。

在稳定极端风模型中,应假设在±15°范围内恒定偏航误差,以考虑与平均风向的短期偏差。

2湍流极端风速模型

对于湍流极端风速模型,采用10 分钟的平均风速,50年一遇的极端风速V50和1年一遇的极端风速V1,以高度z作为函数,用以下公式计算:

其中,Vref是参考风速,z 是高度,zhub是轮毂高度,这里的风切变指数也是0.11。

湍流标准差为固定值σ1=0.11Vhub

湍流极端风模型的湍流标准偏差和正常湍流模型(NTM)或极端湍流模型(ETM)不相关。

稳定的极端风模型和湍流极端风模型通过近似为3.5的峰值系数相关联。

3.总结    

EWM在IEC 61400框架中扮演“极端风况量化标尺”角色,其通过明确的参数定义和场地适应性要求,为风力机结构设计、载荷计算及安全认证提供科学依据。

具体参数需根据项目所在地的风资源数据和标准版本选择。

应用工况:空转工况极限统计、空转带故障、维护。


来源:智慧强学斋
湍流电机
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-04-10
最近编辑:4天前
强学斋
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变桨故障和偏航故障

在风力发电机组中,变桨故障和偏航故障是两类常见的故障类型,它们分别与风机的桨距角控制和机舱对风控制相关。这些故障可能导致风机性能下降、停机甚至设备损坏。1、变桨故障(Pitch System Fault)变桨系统负责调节风机叶片的桨距角,以控制风能的捕获和输出功率。变桨故障通常与以下方面相关变桨电机故障:驱动叶片旋转的电机可能出现过热、损坏或控制失灵。变桨轴承问题:变桨轴承磨损或卡滞,导致叶片无法 正常调节。液压系统故障(如果使用液压变桨):液压泄漏、压力不足或阀门故障。传感器故障:桨距角传感器失效,导致控制系统无法准确获取叶片角度信息。电源或通信问题:变桨系统的供电或通信中断,导致控制信号无法传递。 软件或控制逻辑错误:变桨控制算法出现问题,导致角度调节异常。故障表现叶片无法 正常调节角度。风机输出功率不稳定或无法达到额定功率。风机在强风条件下无法及时收桨,导致过载或紧急停机。变桨系统报警或故障代码触发。影响风机发电效率下降。可能导致叶片、齿轮箱等关键部件过载损坏。在极端情况下,可能引发风机失控或安全事故。解决方法:检查变桨电机、轴承和液压系统。校准或更换桨距角传感器。修复电源或通信线路。更新或修复控制软件。2. 偏航故障(Yaw System Fault)偏航系统负责调整风机机舱的方位角,使风机始终对准风向。 偏航故障通常与以下方面相关偏航电机故障:驱动机舱旋转的电机可能出现过热、损坏或控制失灵。偏航轴承问题:偏航轴承磨损或卡滞,导致机舱无法 正常旋转。偏航刹车故障:偏航刹车无法 正常释放或锁紧,导致机舱无法对风或过度旋转。风向传感器故障:风向传感器失效,导致控制系统无法获取准确的风向信息。电源或通信问题:偏航系统的供电或通信中断,导致控制信号无法传递。软件或控制逻辑错误:偏航控制算法出现问题,导致机舱对风不准确。故障表现机舱无法对准风向,导致发电效率下降。偏航系统频繁启动或停止,导致机械磨损加剧。风机出现异常振动或噪音。偏航系统报警或故障代码触发。影响风机发电效率显著下降。可能导致偏航电机、轴承等部件损坏。长期不对风可能增加叶片和塔筒的疲劳载荷,影响风机寿命。解决方法检查偏航电机、轴承和刹车系统。校准或更换风向传感器。 修复电源或通信线路。更新或修复控制软件。3. 变桨故障与偏航故障的对比方面变桨故障偏航故障系统功能调节叶片桨距角,控制功率输出调节机舱方位角,对准风向常见故障原因变桨电机、轴承、液压系统、传感器故障偏航电机、轴承、刹车、传感器故障故障表现叶片角度异常,功率不稳定机舱对风不准确,发电效率下降影响发电效率下降,叶片过载,安全隐患发电效率下降,机械磨损加剧解决方法检查电机、轴承、传感器,修复控制逻辑检查电机、轴承、刹车,修复控制逻辑 来源:智慧强学斋

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