GB/T 18451.1-2022 风力发电机组 设计要求.pdf

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标准编号:GB/T 18451.1-2022
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标准类别:电力标准
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GB/T 18451.1-2022 标准规范下载简介

GB/T 18451.1-2022 风力发电机组 设计要求.pdf

遗撼的是,积分结果还没有已知的解析形式,必须对参数具体值进行数值计算得到。Mani (1998)完成了积分计算并把结果与Kaimal谱模型做了比较最小二乘法拟合Kaimal模型的切变 参数为:

结果得到的方差关系为:

0j=3.250io 2~0.7 02=1.650/ 1 ·( B. 10 ~0.5 g=0.850/s ,

注意横向方差结果比表B.1中给出的略小。通过等同渐近线惯性副区纵向谱DB31 736-2020 纸面石膏板单位产品能源消耗限额,可得出尺度参数。 因此,

总之,在Mann模型中所需的三个参数为:

....(B..1)

Y=3. 9 0iso=0.55g 1=0.84

其中,和A1由6.3中给出 对于三维滞流速度仿真,速度分量通过谱张量分解和近似离散傅立叶变换确定。因此,三维空间域 被分成等效的空间离散点,每一点的速度矢量由下式给出

u,(r,y,z) n(k,k2,ks) ei +2+b C(ki.kz,kg) uz(r,y,z) 22(,k2,) k, k2ks us(t,y,z) n(i2,a))

.......(B. 13)

B.2Kaimal(1972)19)谱和指数相干模型

分量功率谱密度以无量纲形式由下式给出:

f S(f) 4f L/Vhub ...(B.14 o

fS() 4f L/Vhub 6 (1+6f L/Vhb)5/

=Sa(f)df (B.15

9 注意表B.1中漏流分量方差率以及竖向速度分量的方程形式与初始Kaimal谱密度模型略有不同。纵 的选择应使其接近初始Kaimal谱模型,而对于横向和竖向尺度,应满足6.3中渐进惯性副区的谱要求 其方差率由表B.1给出。

的选择应使其接近初始Kaimal谱模型,而对于横向和竖向尺度,应满足6.3中渐进惯性副区的谱要求,并且 其方差率由表B.1给出。

表B.1Kaimal模型端流谱参数

在正常风况下,对于疲劳计算,可通过 l来考虑邻近风力发电机组的尾流影响 (Frandsen,2003)。在轮毂高度处的平均风速

Iar (Vub)(J (0|Vmub) I" (|Vub) do)

如果mind<10D

式中: 6——估计的环境端流标准偏差:

当风向分布不是均匀分布时,可通过邻近风力发电机组方向上的实际风向概率与均匀风向分布概率的比值来 调整力。

在大型风电场内,风力发电机组会产生它们自已的环境瑞流。因此,当 a)从被考虑的风力发电机组到风电场边缘,风力发电机组的数量多于5,或者 b)垂直于主导风向的各排之间间距小于3D,应假设环境流为:

) ( D. 4 0.36Vhub ( D. 5 1+0.2d.d/C.

r是推力系数,d,和d:分别是一排内风力发电机组之间的距离和各排之间的距离(以风轮直径为

特定场址的风力发电机组适应性评估,需要评估场址的设计临界风速参数。通常情况下,风电场内 没有一点有足够的数据可以进行这种评估。然而,可基于其他地点的长期记录数据,采用外推法合成场 址内的长期数据。MCP方法是合成场址长期数据的一种方法。以下的解释源于“风能场址的极大风速 预测(在ETSU资助下完成的指导文件,合同号为W/11/00427/00)”,该项目由国家风力发电公司和东 英格兰大学气候研究所完成,

1]NJCook.The designers guide to wind loading of building structures.Butterworths.1995.

附录F (资料性附录) 用于极限强度分析的载荷统计外推法

附录F (资料性附录 虽度分析的载崔

当临界区域的应力超出了材料的承载能力时,结构就会发生破坏。假设局部应力与载荷有关,因此 局部应力随载荷的增加而逐渐增大,结构件的强度可以定义为使结构破坏的极限载荷。给定运行载荷 可应用适当的安全系数,通过比较极限载荷与承载力极限值来评估结构的适应性。 风力发电机组载荷取决于不同风况下的瑞流风。因此,为确定适当的特征载荷,有必要在统计基础 上分析载荷的极限值。对于一个给定的风况,可以按稳态随机过程模拟短期的载荷响应。再进一步假 设,最大载荷值出现在非常离散的时间点上,从而在统计学上是相互独立的。在观测时间T内最大载 荷Fax大于给定载荷F的概率由下式给出(见Gumbel,1958和Cramer,1966)

Prob(Fex≥F1T)=P(F,T)= Prob(Fx≥FIV,T)p(V)dV....(F.2)

函数Prob(Fext≥FIV,T)由响应仿真确定,极值可以通过下列方法得到: 。选择提取极值的原则是保证这些极值是相互独立的; 极值的数量应足以确定其分布类型(Gumbel,Weibull,等),并提供可靠的尾部分布估计; 。端流造成的最大载荷时的风速应包含在仿真中。 特征载荷可通过下列步骤估算: a)对于一个给定的风速V;,从仿真数据提取载荷的独立极值,一种方法是在连续向上交叉的平 均数加上1.4倍标准偏差的载荷计算中选取最大值; b)拟合所选极值数据的分布。Moriarty,et.al.(2002)介绍了一种拟合分布的指导方法。宜检 查所选择的分布类型,以确定数据的拟合效果是否可以接受,以及是否有足够多的数据以可靠 估计数据尾部分布。建议至少选用分布在重要风况范围内的300分钟时序数据; c 在典型10分钟观察期间T内,最大值的期望数量可由式(F.4)估计:

T一一给定风速V,下所有仿真的总时间周期; 一从相同的所有仿真数据下所提取最大值的总数目。 d)作为载荷水平函数的长期超越概率由式(F.5)计算(假定6.3.1.1给出的标准风力发电 等级按Ravleigh风速分布)

图F.110min平面外最大叶片 超越概率 (已经用额定风速下平均叶片弯矩载荷进行了归一化)

附录G (资料性附录) 使用Miner准则载荷外推法进行疲劳分析

整个风力发电机组的寿命期内,正常运行载荷造成的期望损伤值可通过延长时间间隔到全寿命 对整个运行风速的范围积分得到

在整个风力发电机组的寿命期内,正常运行载荷造成的期望损伤值可通过延长时间间隔到全寿命 期,并对整个运行风速的范围积分得到

E(D/V,T>(V)dV Lifetime (G.3) N(S)

21)为了表达方便,忽略每次循环中点载荷变化的影响,当变化的中点值可由等效循环幅度来表示时,这个 后消除

式中: 力(V)——6.3.1.1中标准风力发电机组等级所规定的轮毂高度处风速的概率密度函数。 现在给出长期载荷谱定义

fetime nsr(S/V,T)p(V)dV ..( G. 4 E(D): .... G. 5 N(S)

nsr(S/V,T)p(V)dV ..( G.4

许多实际情况中出于方便的目的,将载荷幅度和风速值划分成离散区间(bin)。这种情况下,损伤 的期望值可由下式近似给出

n第i个风速区间和第k个载荷区间(bin),寿命期内载荷循环的期望数; S一第k个载荷区间(bin)的中间值。 因此,从以上定义可知,

DA/T 87-2021 档案馆空调系统设计规范......................G.6

△V,一一第j个速区间(bin)的宽度; AS一第k个载荷区间(bin)的宽度。 利用上述结果,并考虑到7.6.3中所要求的应用于载荷的安全系数,那么疲劳分析的极限状态关系 变为下式:

LT (S) ds N(S)

N(S...M.)=N(S,M)

定的中点值M。,可求解S.。可用数学公式表示

S低于第i个门限值 S高于第i个门限值

(G.12 式中: 一仿真的疲劳循环数,计人了门限值以下的第j个风速区间(bin)和第k个载荷区间(bin)的 数据; M,一疲劳循环数,计人了门限值以上的仿真。 假定Ravleigh风速分布时. 闻(bin)内的时间概率

1)使用公式(G.9)左边对损伤求和。 2)对所有疲劳载荷工况下总寿命损伤求和。 在使用上述方法时,应注意下列两个问题: a)风速和载荷幅度区间(bin)的分辨率应足以达到所要求的数值精度; b)应使用足够大的载荷幅度,以充分表示长期载荷分布的尾部情况。 第一个问题可这样处理,即近似把误差当作两个不同区间(bin)分辨率(每隔一个风速或载荷幅度 则数据跳过)所计算的结果差值的一半。另一个方法是用区间(bin)端点值代替中心值GY/T 325-2019 电视台文件化制播网络AV-IT系统技术要求和测量方法,计算损伤总和。

第二个问题可这样处理,即逐渐增加最大载荷幅度的区间(bin)值,直到观测到寿命损伤的增量可 仿真数据中观测到的最大循环大得多。这是因为整个载荷仿真时间比风力发电机组的寿命小得多,并 且要求统计外推法来精确地评估由长期载荷分布尾部所产生的损伤

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