大型风电机组关键承载部件主动阻尼降载优化控制

邵连友， 廖 礼， 郭洪涛， 蒋 靖， 高 峰*

(1.国家电投集团东北电力有限公司, 沈阳 110181；2.华北电力大学控制与计算机工程学院, 北京 102206；3.国家电投集团东北电力开发公司, 沈阳 110181；4.中电投东北新能源发展有限公司, 沈阳 110181)

随着风电机组容量越来越大,风机叶片长度、塔架高度与主轴尺寸都在不断增加。大型风电机组通常采用柔性塔筒和叶片,而且这些部件在机组运行时均为弱阻尼系统,所以在叶根、塔基、主轴这些关键部位的周期性振动越来越大,加之一些关键承载部件本身承受着较大的载荷,其疲劳损伤不可避免的也会越来越大,严重影响了发电机组的实际寿命和风电场的经济效益。因此，降低关键承载部件的疲劳损伤是一个十分值得研究的问题,很多学者进行了相关的研究,其中通过增加关键承载部件系统阻尼来减小振动,从而进一步降低疲劳载荷成为一种重要的解决办法。文献[1]通过在风电机组齿轮箱中加入减振支撑结构,可以通过设置合适的阻尼来衰减箱体本身的振动；文献[2]对叶片后缘进行等中弧线加厚处理修型从而改变结构阻尼。文献[1-2]都是改变结构阻尼来实现减少某个部件的疲劳载荷,但是附加的结构阻尼并没有量化,不易得到最佳的控制效果。文献[3]提出了一种在叶片内部表面敷设附加阻尼层,从而增加叶片阻尼,以热能的形式耗散振动产生的能量,从而减小叶片的振动,但相应的会增加大量成本；文献[4]研究了使用主动结构控制技术与质量阻尼器来减轻风力机叶片和塔架的振动；……