基于TMD的单柱式海上风力发电机系统动态特性分析

作者：陈易明; 朱才朝^*; 宋朝省; 陈旭; 谭建军

来源：太阳能学报, 2020, 41(10): 276-284.

DOI：10.19912/j.0254-0096.2020.10.037

• 海上风力发电机
• 动态响应
• 振动控制
• 气-弹-水-控耦合系统
• 调谐质量阻尼器

以NREL 5 MW单柱式海上风力发电机为研究对象,引入调谐质量阻尼器(TMD),考虑叶片和塔架的柔性,随机风载和控制策略,建立基于结构动力学、空气动力学以及水动力学的气-弹-水-控系统耦合动力学模型。在风-浪联合作用下,研究风力发电机启动、正常发电和应急停机等工况时系统动态特性,分析TMD对整机振动的抑制效果。结果表明:在启动工况下,当TMD初始位置位于塔架中心时,整机振动与控制策略直接相关,当TMD初始位置偏移量为正时,塔架顶端振动位移和塔架根部绕Y轴弯矩幅值明显增加,当偏移量为1～2 m时,位移振动幅值增大4.2～5.1倍,弯矩振动幅值增大3.9～4.8倍;在正常发电工况下TMD能够有效降低整机振动幅值,TMD初始位置对其影响较小;在应急停机工况下TMD对塔架受到瞬时冲击振动抑制效果明显,振动抑制率为57.69%,而TMD初始安装位置对其抑制效果影响较小。

• 单位
  机械传动国家重点实验室; 重庆大学