风力发电机可靠性分析
顶部推力下风力发电机塔筒可靠性设计
即
Ｄ ～Ⅳ（ Ｄ Ｄ 肛 ， ）
一
Ｊ（ ， ） ７ 、 ｒ
Ｆ —Ｎ（ Ｆｏ ） ／ ，－ ｚ Ｆ ｈ —Ｉ（ ， ） ｖ ｈ ｈ
将功能 函数 中变量 、 ｗ、 、 Ｄ、 Ｆ ｈ用验算 点（ 具体定义 及
求法见文献 ［ ］ 处的变量值代替 ， １） 则塔筒 的新功能函数为 ：
＝
［ ］ ＰＥ ９ ３ １ ８ Ｄ ｓ ｎｏ ｓ ｅ ｓ ｕｔ ｅ — ａ — ： ｅ ｇ ５ ｒ Ｎ １９ — — ， ｅｉ ｅｌ ｔ ｃ ｒ Ｐｒ １ ８ Ｄ ｓ ｇ ｆｔ ｒ ｕ ｓ ｔ ｉ ｎ ｏ ｊ ｎ ［ ］ ｕ ｐ ａ Ｃ ｍ ｉ ｅｆ Ｓ ｎ ａ ｉ ｔｎ （ Ｅ ） ｆ ｏ ｔ Ｓ ．Ｅ ｒ ｅｎ ｏ ｍ ｔ ｏ ｔ ｄｒ ｓ ｉ Ｃ Ｎ ， ｉｓ ｏ ｔ ｒ ａ ｄａｏ ｅ
ｅｓ＆ Ｓｒｃ ｒｓ１９ ６ （ ：１３一ｌｏ ． ｒ ｔ ｔ ｅ，９６，１６） １９ ｕｕ ２６
［ ］ Ｋｍ Ｓ Ｅ Ｃ ｏ Ｓ Ｈ ｒ ｔａ ａｖｎ ｅ ａ ａ ｓ ｒ ｍ — ｉ ｄ ８ ｉ ， ｈｉ ．Ｐ ｃ ｃｌ ｄａｃｄ ｎｌ ｉ ｆ ｓ ｉ ｒ ｉ ａｉ ｙ ｓｏ ｅ ｇ
１ 风 力 发 电机 塔 筒 的可 靠 性 分 析 模 型 １ １ 塔 简 的 主 要 破 坏 模 式 ．
式 中， 为塔筒所用 材料 的许 用弯 曲正应力 ； Ｄ为塔筒
塔筒是风力发电机的支 劣天气 下 ， 塔筒 的破 坏主要 是 弯曲折 断。可见 弯 矩是风力发 电机塔筒破 坏的 主要 原因。塔筒 的设计须 保证 具有足够 的抵抗 弯曲破坏 的能力 。
（） １
随着经济、 技术 的发展 ， 风力发 电因其对环境无污染及风
风电场稳定性分析及控制研究
风电场稳定性分析及控制研究随着全球环保意识的日益提高，自然能源的开发和利用成为了一个越来越热门的话题。
其中，风电作为一种清洁、可再生能源，受到了广泛关注和大力发展。
然而，与其他能源一样，风电也面临着一些技术问题，其中之一就是风电场的稳定性问题。
本文将从风电场稳定性的原因进行分析，并介绍一些现有的控制措施。
一、风电场稳定性的原因风力发电机作为风电场的核心设备，具有着高度依赖性和相互影响性，因此，很容易出现一些稳定性问题。
具体而言，风电场稳定性的原因主要可以归纳为以下几点：1. 风能资源受限风速是影响风电场发电能力的重要因素，但由于地理位置和季节的影响，风能资源并不是无限丰富的。
当风速过低或过高时，风电场的发电能力都将受到一定程度的限制，从而影响稳定性。
2. 风力发电机自身问题风力发电机中，叶轮机构是重要的转动部件，而其被动受力的特性决定了其易受到疲劳、损伤等问题的影响。
此外，风力发电机的振动也会影响稳定性。
3. 变电设备故障风电场中，变电设备是将电能传递到电网的关键部件，一旦发生故障，不仅会影响风电场本身的稳定性，还会对周边电网造成影响。
二、风电场稳定性的控制措施对于风电场稳定性问题，研究人员和工程师们发展出了一系列控制措施，旨在提高风电场的稳定性和可靠性。
这些控制措施包括但不限于以下几种：1.算法优化算法优化是风电场稳定性和可靠性提高的常用手段之一，其目的是通过对风电场发电量、功率等参数进行预测和优化，来提高风电场的能效和稳定性。
2.振动控制风力发电机的振动是影响稳定性的重要因素之一，因此进行振动控制可以有效降低风电场的振动程度，提高稳定性。
目前，振动控制技术已经得到广泛应用，如采用主动振动控制、被动振动控制等方法，来降低振动幅度。
3.故障诊断故障诊断旨在及时发现和处理风电场出现的故障，防止故障扩大影响并避免风电场完全停机。
目前，故障诊断方法主要包括基于数据驱动的方法和基于模型驱动的方法。
4.控制系统良好的控制系统可以帮助确定稳定风电场的关键参数，并采取相应的控制措施。
风力发电机组结构疲劳性能分析与寿命预测
风力发电机组结构疲劳性能分析与寿命预测随着全球气候变化的加剧，清洁能源成为了今后发展的必然选择。
在可再生能源中，风能是一种非常优秀的资源。
于是，风力发电机的市场逐渐得到了加强，我们也会关注风力发电机的安全性及可靠性问题。
那么，风力发电机的结构疲劳性能和寿命预测如何进行分析呢？一、结构疲劳性能分析疲劳是造成风力发电机结构故障的主要因素之一。
因此，分析风力发电机组件的疲劳性能至关重要。
众所周知，风力发电机构件常处于大的变化负载状态和复杂的环境下。
大的变化负载状态包括切向风、轴向风、横向风、重力等，以及频繁的转动、摆动、压缩和拉伸等。
复杂环境则指如冰雪、雷击等极端天气环境。
这些复杂的机械和自然环境给风力发电机构件的疲劳性能分析带来了挑战。
在实际运行中，风力发电机的叶片、轴承和齿轮等组件会受到较大的载荷影响。
结构疲劳性能分析过程中涉及的载荷和应力、材料特性、转子振动、寿命和可靠性等方面，需要综合考虑，参照现有的风力发电机标准及相关工程经验，建立可行的结构疲劳性能模型。
二、寿命预测当我们对风力发电机结构的疲劳性能进行分析后，我们需要进一步开展寿命预测。
寿命预测为评估风力发电机的使用寿命、设计寿命和寿命周期费用提供了重要依据。
目前，寿命预测通常采取在负载下、失效样本收集分析的方法。
通过这种方法就能够掌握风力发电机在不同负载下的失效机理和寿命特征，有利于设计寿命的设置和维修计划的制定。
总之，风力发电机的结构疲劳性能和寿命预测的分析需要在实践中通过多种手段进行探索、实验和验证。
新的技术和方法有望不断提升风力发电机的结构可靠性和运行安全性。
直驱与双馈风力发电机的优缺点对比
一、发电能力 二、整机可靠性 三、大部件运输与吊装 四、可维护性对比 五、价格对比
齿轮箱故障在机组故障中仅占到第6位，且占比较低
风电机组可靠性
8
目前全球风电主流技术仍为双馈发电机组
风电机组可靠性
•直现在全世界风电机组中，85%以 上是带齿轮箱的机型。
•尤其在技术、稳定性及可靠性要求 更高的海上机组中，无一例外的全 部采用了技术成熟且可靠性好的带 齿轮箱技术方案，包括2兆瓦、2.3 兆瓦、3兆瓦、 3.6兆瓦、5兆瓦等 各级别机型，厂商包括Vestas， Siemens, Repower，GE风电等全 球所有主要海上风电机组生产厂商。
▪ 而双馈机组机舱较 窄，运输比较便利， 对道路的要求也相 对较少
17
一、发电能力 二、电气与机械性能 三、整机可靠性 四、大部件运输与吊装 五、可维护性对比 六、价格对比
永磁直驱机组机械维护量减少，但维护难度增加，电气维护增多 风电机组的可维护性
机
械 ▪ 永磁直驱机组没有主齿轮箱，因此减少了机械系统的维护量；
▪ 更大的变流器容量也意味着系统变得更复杂，因此增加了电气系 统的维护量；
一、发电能力 二、整机可靠性 三、大部件运输与吊装 四、可维护性对比 五、价格对比
双馈机组相对永磁直驱机组具有明显的价格优势
发电机和齿轮箱成本对比
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双馈机组相对永磁直驱机组具有明显的价格优势
传动系统总成本对比（包括变流器）
9
永磁直驱机组去掉了主齿箱，但发电机和变流器可靠性降低 风电机组可靠性
发 ▪ 直驱式发电机由于转数低，且磁极数很多，通常在90极以上，而且体积
电
和重量相比双馈式机组也大很多，对其轴承等转动部件要求极高。另外，
低温环境对风力发电机性能的影响分析
低温环境对风力发电机性能的影响分析随着可再生能源的快速发展，风力发电作为一种清洁且可持续的能源形式，得到了越来越广泛的应用。
然而，由于风力发电机的工作环境多样化，包括高寒地区的低温条件，存在一些与性能相关的挑战。
本文将针对低温环境对风力发电机性能的影响进行分析，并讨论影响因素和解决方案。
首先，低温环境对风力发电机的机械性能产生直接影响。
在低温条件下，润滑油的黏度会增加，增加了风机轴承的摩擦损失，进而降低了发电机的效率。
此外，低温还会导致机械零件的收缩和变形，影响发电机的转子平衡和振动特性。
为了应对这些问题，可以采取以下解决方案：选用低温环境适用的润滑剂和材料，加强发电机的维护与保养工作，确保其正常运行。
其次，低温环境对发电机的电气性能产生一定的影响。
低温条件下，线路的电阻会增大，电缆的绝缘性能可能受损，导致能量传输效率下降。
此外，气候条件的变化可能导致冰冻和结露问题，进一步影响电力系统的稳定性。
为了解决这些问题，需要采取以下措施：选用低温环境适用的电缆材料和绝缘材料，加强电气设备的维护与检修，确保电力系统的安全运行。
在低温环境中，风力发电机的控制系统也会受到一定的影响。
低温条件下，控制器的响应速度可能变慢，导致控制系统对风速和转速的反应不如预期。
此外，低温环境对电子元件的工作稳定性产生一定的影响，可能导致系统的故障和损坏。
为了应对这些问题，建议采取以下方法：选择低温环境适用的控制器和电子元件，加强对控制系统的维护与监测，及时发现潜在问题并进行修复。
另外，低温环境对风力发电机的叶片性能也会带来一些挑战。
低温条件下，空气密度增加，风力发电机的叶片受到的气动载荷增加，进而增加了叶片的应力和振动。
此外，低温还可能导致叶片的结冰现象，增加摩擦阻力，降低了发电机的效率。
为了应对这些问题，可以采取以下解决方案：选用低温环境适用的材料和涂层，优化叶片的结构设计，加强叶片的监测和清洁工作。
最后，低温环境对风力发电机的运维管理也有重要影响。
浅析小型风力发电机应用分析及评价
浅析小型风力发电机应用分析及评价小型风力发电机是指发电容量较小、主要用于家庭、农村等小型应用领域的风力发电设备。
本文将从市场需求、应用领域、技术发展、经济效益等方面对小型风力发电机进行分析和评价。
小型风力发电机的市场需求在不断增长。
随着环境保护意识的提高，人们对绿色能源的需求也日益增加。
小型风力发电机具有无污染、无噪音等优点，能够满足家庭、农村等小型场所的电力需求，因此受到了广泛关注。
此外，随着电力供应不稳定、电价上涨的问题，人们更加注重自给自足的能源解决方案，小型风力发电机作为一种分布式能源设备，能够满足这一需求。
小型风力发电机主要应用于家庭、农村等小型应用领域。
家庭使用小型风力发电机可以解决日常生活用电、照明等基本需求。
在农村地区，小型风力发电机可以为水泵、农机设备等提供能源，促进农业现代化。
此外，小型风力发电机还可以应用于山区、荒漠等环境资源匮乏的地区，为当地居民提供电力支持。
小型风力发电技术不断发展，从传统的桨叶式风力发电机逐渐向垂直轴风力发电机、风力塔楼等多元化发展。
桨叶式风力发电机具有体积小、重量轻等优点，适合于户外使用，但效率相对较低。
垂直轴风力发电机具有启动风速低、自适应能力强等优点，适用于城市等复杂环境。
风力塔楼则可以通过调整高度和方位角，最大限度地利用风能。
随着材料工程、控制技术的进步，小型风力发电机的效率和可靠性也将得到提升。
小型风力发电机的经济效益较高。
与传统能源相比，风能是一种自然、免费的资源，使用小型风力发电机可以降低能源成本，尤其是在偏远地区和非电网地区。
同时，小型风力发电机可以根据实际需要灵活调整容量，减少能源浪费。
此外，小型风力发电机具有长寿命、维护成本低的特点，一次性投资可以获得长期的经济回报。
综上所述，小型风力发电机在市场需求、应用领域、技术发展和经济效益等方面具备潜力和优势。
随着技术的不断创新和优化，小型风力发电机有望成为一种可靠、高效的分布式能源解决方案，为家庭、农村等小型场所提供稳定可持续的电力支持。
基于容错控制的风力发电机运行可靠性研究
引入容 错控制 技术 的基 础上 ， 结合 风力发 电机控 制系统 的特 点 ， 合模糊 神 经 网络 故 障诊 断 技术 ， 融 利用 一种容 错控 制律重组 方法 ， 以正常情 况下的动态 模型作 为参 它 考模 型 ， 以保 证发生 传感器故 障后 系统的动态 响应尽 可 能接近 参考模 型 的响应作为设 计 目标 ， 通过最 优化算法
关键 词 ： 力 发 电机 ； 风 可靠 性 ； 错 控 制 ； 容 硬件 冗 余 ； 感 器 传 中 图分 类号 ： Ｋ８ Ｔ ３ 文 献 标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ３ ７ ４ （０ ２０ — ０ ６ ４ １０ — ２ １２ １ ）５ ０ １ ０
Ｒｅ ｅ ｒｈｏ ｅ ａ ｉｎ Ｒｅｉｂｌ ｆ ｉｄ Ｐ ｗｅ ｎ ｒ ｔ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ Ｏｐ ｒ ｔ ｌ ｉｙｏ ｎ ｏ ｒ ｏ ａ ｉ ｔ Ｗ Ｇｅ ｅ ａ ｏ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｔ ｅｃ ａ ａ ｔ ｒｓｉ ｓｏ ｎ ｒ ｉ ｅｃ ｎ ｒ ｌ ｙ ｔｍ ， ｏ ｓ ｒ ｃ ： ｃ ｒ ｉ ｇ ｔ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉｔｃ ｆ ｈ ｗｉ ｄ ｔ ｂ ｎ ｏ ｔｏ ｓｅ ｃ ｍｂ ｎ ｎ ｕ ｚ ｅ ｒ ｌ ｅ ｗｏ ｋ ｆ ｕ ｔ ｉ ｇ ｏ ｉ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｕ ｓ ｉ ｉ ｇ ｆ ｚ ｙ ｎ ｕ ａ ｔ ｒ ａ ｌ ｄ ａ ｎ ｓｓ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｎ ｐｕ ｏ ｗａ ｄ ａ ｋ ｎ ｆｂ ａ ｙｓｅ ｏ ｃ ｕ ｔ ｒｆ ｉｕ ｅ ｓ ｎ ｙ ｍ ｉ ａ ｄ ｔｆ ｒ ｒ ｉ ｄ ｏ ｒ ｋｅ ｓ ｔ ｍ ｆ ａ ｔ ａ ｏ ａ ｌ ｒ ｓ ｕ ｉ ｇ ｄ ｎａ ｃ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｒ ｄ ｎ ａ ｃ ａ ｌ ｔ ｌ ｒ ｎ ｏ ｔ ｏ ｒ ｅ ｕ ｄ ｎ ｙ ｆ ｕ ｔ ｏ ｅ ａ ｔｃ ｎ ｒ ｌ
高原型风力发电整机控制系统的安全性分析与防护措施
高原型风力发电整机控制系统的安全性分析与防护措施高原型风力发电机整机控制系统的安全性分析与防护措施1. 引言随着可再生能源的不断发展和应用，风力发电成为世界各地广泛采用的一种清洁能源。
在高海拔地区，如高原地区，风力发电成为重要的能源供应途径。
然而，由于高原地区特殊的气候和环境条件，高原型风力发电机整机控制系统的安全性面临一系列特殊的挑战。
本文将对高原型风力发电机整机控制系统的安全性进行分析，并提出相应的防护措施。
2. 高原型风力发电机整机控制系统的安全性分析2.1 高原环境对控制系统的影响高原地区通常具有较低的氧含量、较高的气温变化幅度和强烈的紫外线辐射等特点，这些特点对风力发电机整机控制系统的正常运行带来一定的挑战。
首先，较低的氧含量会导致控制系统中的电子元件工作不稳定，易发生故障。
因此，在设计风力发电机整机控制系统时，应选择耐高原环境的电子元件，并加强对电子元件的冷却和防护措施。
其次，高山地区的气温变化幅度大，由低温到高温的温差较大，容易使控制系统中的元件因温度波动而发生热膨胀等问题，导致系统不稳定。
为了解决这个问题，应选择耐温差能力强的元器件，并合理设计散热系统。
另外，高原地区的紫外线辐射强度较高，易损坏控制系统中的元件表面，对系统性能产生负面影响。
因此，在选择元器件时应考虑其抗紫外线的能力，同时在设计控制系统的外壳时，也应采用具有良好抗紫外线能力的材料。
2.2 安全性分析高原型风力发电机整机控制系统的安全性是保证其正常运行和可靠性的重要因素。
为此，有必要对其安全性进行全面分析。
首先，要确保整机控制系统的抗干扰能力。
高原地区环境不稳定，容易受到雷击、电磁干扰等不良因素影响，对整机控制系统产生干扰。
因此，在设计风力发电机整机控制系统时，应采用合适的接地和屏蔽措施，提高其抗干扰能力，确保系统稳定运行。
其次，要注意整机控制系统的防火安全。
高原地区氧含量低，一旦发生火灾，由于缺氧情况严重，火势往往难以控制。
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备不发生故障的纪律。RT是它的可靠性。因为根据一些 数据统计显示风机一般运行一段时间以后是稳定的，HT 是定值，设备发生故障密度FT可以用相应的
数学分布，比如指数模型进行模拟。可以通过统计计算 得出来故障率HT，同时能得到相应设备可靠性RT.这个图 是RT曲线，随着时间的增加，可靠性是逐
渐下降的。大家可以首先划出曲线，根据风机运行时间， 对一些故障率和可靠性进行估计。
国电联合动力工程师吴行健的报告《风力发电机可靠性 分析与设计》。风机可靠性分析，包括以下的流程：第 一个就是选取原始数据，第二是对原始数据进行统
计以及处理。第三是进行可靠性的计算分析。最后是对 统计结果进行相应的处理。风机可靠性设计：包括风机 部件设计、风机运行逻高 风力发电机的正常运行工作时间，提高资源的利用效率。 风机运行时间一般设计为20年，大部分运行小
数据，判断故障及故障来源，或报警记录，维修记录等。 以及对相应的人工成本进行考虑。对于数据的统计及处 理，主要是记录故障事件，可以根据自己想要做
出的可靠性分析的目的表格设计，比如按照故障等级、 故障时间以及发生原因设定一些故障记录标准，这样在 统计的时候比较有条理，以便于以后做出比较可靠
的可靠性分析。对于可靠性分析和计算，首先可以引入 故障率。大家可以看出故障率就是单位时间内设备发生 故障的次数，等于设备发生故障的概率密度除以设
于10年，来自于现场的一些运行数据比较有限难以得出 比较系统的理论，或者实践的一些模型。其次风机系统 比较复杂，因为大家知道风机包括从吸收动能到
产生发电各个部分部件都是由不同的型号和不同的供应 商，所以造成了系统性理论的形成以及一些设计过程都 会比较困难。第三是对于风机来说，有一些环境数
据比较有限。比如说对风速、风向，以及对海洋风机的 浪、湿度这些数据比较有限。同时，设备维修部便也造 成了发电量的下降以及维护成本的提高。风机可靠
谢谢欣赏。感谢您的阅读和支持。
朋友局代理 /
性分析的流程：1、选取原始数据。首先是对风场的选取， 选取时要考虑风场的规模，风场要有多少风机，风机总 量是不是达到标准，风场风机类型可以根据多
少兆瓦进行分类，以及风机的运行时间。比如说风机是 运行一年以上还是一年以下都要给予考虑。2、风机部件 门类：风机是一个比较复杂的系统，如果对风机
各个部件可靠性进行分析的话，需要具体到系统、子系 统、部件子部件这样的结构进行分类。3、风场中的数据 来源：可以采取记录一定时间间隔的SCADA