[發(fā)明專利]一種判定大型風(fēng)力發(fā)電機組運行可靠性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110131123.5
• 申請日: 2011-05-19
• 公開（公告）號: CN102288413A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余國城
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江運達(dá)風(fēng)電股份有限公司
• 主分類號: G01M15/00
• 分類號: G01M15/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;王利強

1.一種判定大型風(fēng)力發(fā)電機組運行可靠性的方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1)在風(fēng)力機塔架底部截面與坐標(biāo)軸相交的4個特定點上布置應(yīng)變片，測得風(fēng)力機運行時所述4個特定點的應(yīng)力值分別為σ₁、σ₂、σ₃和σ₄；

2)合力矩和軸向力的表達(dá)式：

當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組運行時作用于塔架底部的環(huán)形橫截面上與坐標(biāo)軸相交的各特定點的組合應(yīng)力值有如下表達(dá)式：

σ1=-McosαW-GA---(1)]]>

σ2=-MsinαW-GA---(2)]]>

σ3=McosαW-GA---(3)]]>

σ4=-MsinαW-GA---(4)]]>

式中，M為機組運行時作用在塔架截面上的合力矩，G為機組的自重，即作用于塔架底部截面上的軸向力，α為風(fēng)向與塔架截面某一坐標(biāo)軸線之間的夾角，即合力矩M與塔架截面某一坐標(biāo)軸線之間的夾角，為筒式結(jié)構(gòu)塔架環(huán)形橫截面的抗彎截面模量，其中D為橫截面的外徑、d為橫截面的內(nèi)徑，A為橫截面的面積；

整理后得到：

M=W2(σ3-σ1)2+(σ4-σ2)2=σf1W2---(5)]]>

式中：定義為筒式結(jié)構(gòu)塔架的彎曲應(yīng)力函數(shù)。

G=-A4(σ1+σ2+σ3+σ4)=σf2A4---(6)]]>

式中：σ_f2＝σ₁+σ₂+σ₃+σ₄定義為筒式結(jié)構(gòu)塔架的壓應(yīng)力函數(shù)。

3)監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機組的強度，給出強度要求，參照式(9)：

|±σf12-σf24|≤[σ]---(9)]]>

其中，[σ]為塔架材料的許用應(yīng)力；

4)監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機組的穩(wěn)定條件，包括以下三部分：

4.1)設(shè)定風(fēng)力發(fā)電機組的塔架基礎(chǔ)為正方形基礎(chǔ)，風(fēng)力發(fā)電機組的穩(wěn)定力矩M_W表達(dá)式為：

MW=C(G+Q)2---(17)]]>

其中，C為正方形基礎(chǔ)的底邊的邊長，Q為正方形基礎(chǔ)的自重，G為風(fēng)力發(fā)電機組的自重；

給出第一穩(wěn)定條件，參照式(18)：

σf1≤C(G+Q)K1W---(18)]]>

其中，K₁為安全系數(shù)；

4.2)給出第二穩(wěn)定條件，參照式(20)：

σf1≤C(G+Q)3K2W---(20)]]>

其中，K₂為安全系數(shù)；

4.3)給出第三穩(wěn)定條件，參照式(22)：

σf1≤[P]C3-K3C(G+Q)3K3W---(22)]]>

其中，[P]為土壤的許用承載力，K₃為安全系數(shù)，為正方形基礎(chǔ)底面的抗彎截面模量；

5)判定結(jié)論：判定上述公式(9)、(18)、(20)、(22)是否成立，如果成立，則判定當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機組運行可靠，否則，判定當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機組運行不可靠。

2.如權(quán)利要求1所述的判定大型風(fēng)力發(fā)電機組運行可靠性的方法，其特征在于：所述步驟3)中，監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機組的剛度，給出剛度要求，參照式(15)：

σf1≤6[f]EIdLW=3EId100W---(15)]]>

其中，[f]表示許可撓度，L為塔架的高度，I_d為塔架結(jié)構(gòu)的當(dāng)量慣性矩，E為塔架材料的彈性模量；

所述步驟5)中，同時判定公式(15)是否成立，如果公式(9)、(15)、(18)、(20)、(22)同時成立，則判定當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機組運行可靠，否則，判定當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電機組運行不可靠。