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
• 来源期刊: 太阳能学报
• 关键词: 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
• 年，卷（期）: 2020,（10）
• 页码范围: 276-284
• 页数: 9页
• 分类号: TK83
• 语种: 中文

摘要

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.