參數(shù)化高精度整機模型對風(fēng)電機組設(shè)計的意義

　　1 當(dāng)前風(fēng)電機組設(shè)計流程中存在的問題
　　目前在風(fēng)電機組設(shè)計中存在很多問題，其中一個典型的現(xiàn)象是設(shè)計流程上的脫節(jié)。例如一個標(biāo)準(zhǔn)的主軸承，盡管其在靜力和疲勞分析中被認(rèn)為具有至少20 年的壽命，而且在其他機型上使用狀態(tài)良好，卻在新機型使用一兩年后發(fā)生失效。問題不在于靜力和疲勞分析本身，而在于負(fù)責(zé)載荷分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計的部門在設(shè)計流程上發(fā)生了脫節(jié)，雙方在設(shè)計時都不得不進行大量的假設(shè)，而這些假設(shè)往往是不合適的。另一種典型的研發(fā)流程脫節(jié)現(xiàn)象發(fā)生在控制程序設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計中，控制程序的設(shè)計人員必須假設(shè)給定載荷工況下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)是真實的，然而不幸的是，結(jié)構(gòu)部門經(jīng)常采用的剛性結(jié)構(gòu)運動仿真手段并無法給出真實的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。
　　風(fēng)電機組是承受瞬態(tài)空氣動力學(xué)激勵的大型柔性機電系統(tǒng)（包含柔性部件、連接和控制系統(tǒng)），各部件之間相互作用，彼此影響。風(fēng)電機組設(shè)計必須將各個部件和各個系統(tǒng)之間的各種耦合效應(yīng)考慮在內(nèi)。然而，目前市場上主流的設(shè)計流程無法精確地對這些耦合效應(yīng)進行評估。
　　2 參數(shù)化高精度整機模型的創(chuàng)新解決方案
　　綜合以上分析，風(fēng)電機組制造制造商迫切需要一個能夠充分考慮風(fēng)電機組各個系統(tǒng)之間相互作用的高精度一體化的仿真設(shè)計解決方案。Samcef for Wind Turbine(S4WT) 系統(tǒng)，定位于風(fēng)電機組系統(tǒng)的正向設(shè)計解決方案，在風(fēng)電機組系統(tǒng)的整個開發(fā)周期中( 包括概念設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計、原型或改型機開發(fā)、認(rèn)證、故障診斷等) 提供一個參數(shù)化的高精度仿真模型，從而將原本脫節(jié)的設(shè)計流程關(guān)聯(lián)起來。這一創(chuàng)新的設(shè)計方法已經(jīng)在歐洲、韓國等地區(qū)獲得了許多企業(yè)的認(rèn)可，例如Alstom Power，Repower 和Areva 等知名風(fēng)電機組制造商。

圖1 S4WT參數(shù)化高精度整機模型的創(chuàng)新解決方案