风力发电机旋转样本谱及疲劳寿命预测

贺广零

(同济大学建筑工程系，上海 200092，hglcool@126.com)

风力发电机旋转样本谱及疲劳寿命预测

贺广零

(同济大学建筑工程系，上海 200092，hglcool@126.com)

为了考虑桨叶旋转效应，准确进行风力发电机疲劳寿命预测，提出了基于旋转样本谱的风力发电机疲劳寿命预测模型.借助Fourier变换，推导了考虑旋转效应的旋转样本谱，并与Von Karman谱(一种固定点紊流风谱)进行比较.在旋转样本谱的基础上，提出了源于Palmgren-Miner线性损伤准则的风力发电机疲劳寿命预测模型，并以1.25 MW风力发电机为例进行疲劳寿命分析.结果表明，与固定点紊流风谱相比，旋转样本谱的能量分布发生了根本变化，其能量由低频向高频移动，在高频段曲线会出现多峰情况;基于旋转样本谱的疲劳寿命分析更接近实际情况，而基于Von Karman谱进行风力发电机疲劳寿命预测不够精确，且偏于不安全.

风力发电机;Fourier变换;旋转样本谱;Palmgren-Miner线性损伤准则;疲劳寿命预测

作为目前最为成熟的新型可再生能源，风能在世界范围内获得了广泛应用.近年来，风力发电机桨叶疲劳及其可靠度问题引起人们的高度关注［1］.从整体上看，现有的风力发电机疲劳寿命预测都基于固定点紊流风谱，没有考虑桨叶旋转效应的影响［2－5］.

为了准确进行疲劳寿命预测，本文首先提出了考虑桨叶旋转效应的紊流风速谱(旋转样本谱)，然后基于旋转样本谱提出了风力发电机疲劳寿命预测模型，并对1.25 MW的风力发电机进行疲劳寿命分析.

1 固定点紊流风谱

固定点紊流……