新疆风能有限责任公司 新疆乌鲁木齐 830000
摘要:在风电机组运行过程中不可避免会导致振动现象的出现,而振动现象的出现会在一定程度上降低风电机组工作的性能,并且,会在一定程度上影响电能的质量。而随着目前风电机组的迅速发展,为了保证风电机组发展的稳定性需要对风电机组运行中产生的振动进行合理的分析,进而通过应用减振技术的方式来降低振动产生的频率,进而促进风电机组的稳定运行。
关键词:风电机组、减振技术、现状分析
一、引言
在运营过程中风电机组是由多个部分组合而成的,因此不同构件之间接受的频率刺激也不同,因而在运行过程中可能会造成振动的产生。而风电机组弹性振动体是叶片和塔架,因此如果弹性振动体发生变化,会对风电机组的正常运营造成一定程度上的危害。其次振动的出现也会造成结构疲劳,进而缩短设备的使用寿命。并且在不稳定的风速影响下,也会造成振动噪音的现象出现。因此为了保证风电机组的有效运行,需要对风电机组减振技术进行合理的分析和探讨。
二、风电机组振动产生的原因
1、塔架和叶片振动的原因
在风电机组运行过程中,塔架和叶片的振动会在一定程度上影响机组的稳定运行。在风电机组运行过程中,如果风轮轴偏离了风向就会造成轴向不对称的情况,产生不对称的情况会在一定程度上影响个叶片的速度,进而造成形状的不一。在这种影响下会造成振动的产生,风力作为一种不可控因素,也会在一定程度上造成风电机组塔架振动的产生,通常情况下由于风速在表面上分布不均匀,因而可能会造成塔架振动的产生,其次由于风速受到自然条件的影响,因此风速时变的特性也会在一定程度上造成振动的产生。在风电机组运行过程中,风轮的旋转会受到各种叶片影响,如果叶片所受重力的方向发生变化,就会在一定程度上造成风轮对主轴的作用力发生变化。
2、齿轮传动系统产生的振动
齿轮传动系统也会在一定程度上导致振动问题的产生,为了保证齿轮传动系统的准确性会通过外界因素的方式来对系统产生动态激励,进而这种刚度的激励方式,也在一定程度上造成齿轮传动系统振动现象的产生。其次在齿轮安装和加工过程中会存在着误差现象。并且误差现象的出现受到了外界因素的影响,同时偏离现象的出现也会导致位移激励的出现。
3、偏航系统的振动
在目前风电机组运营过程中大多是采用主动偏航系统的,因此在设置过程中普遍存在摩擦制动的机构,并且在偏航过程中,偏航动作具有低速和重载的特点,因此低速摩擦也会导致振动现象的出现,并且偏航运动的均匀性比较差,因此会产生冲击现象,这也在一定程度上增加了风电机组运营的压力,进而由于偏航系统的疲劳载荷而在一定程度上导致振动现象的出现。
三、减振技术优化
为了尽可能解决风电机组运营过程中出现的振动问题,可以从两部分来进行合理地解决。
1、设计优化
在风电机组设计过程中,应该对振动的原理进行充分地研究,对发生振动的位置以及产生振动的根本原因进行合理的分析,进而通过对结构优化的方式来降低振动发生的概率,保障风电机组的有效运营。
同时为了保证设计的优化性,可以通过模态分析和各种现代化技术分析的方式来进行合理的分析,在保障理论成立的情况下。通过仿真的模型来提升分析的精准性,进而在实践工作中可以对风电机组的零部件进行合理地设计,通过应用新技术和新工艺的方式来保证风电机组的有效运行。
2、控制优化
控制优化的方式也会在一定程度上解决风电机组振动的问题,因此为了保证控制优化的充分发挥作用,在控制过程中可以通过改善精度和控制可靠性的方式来充分保证控制优化的有序进行。同时在控制优化过程中可以通过技术检测的方式来及时发现引发故障的原因,进而对问题进行及时的解决,以此来保障风电机组的有效运营尽可能降低受损情况出现。
四、风电机组减振技术的应用分析
根据上文可知,风电机组在运营过程中会受到塔架,叶片齿轮传动系统和偏航系统等三部分的影响,并且这些因素也会在一定程度上导致风电机组运营中存在的振动问题。为了保证风电机组的有效运营,需要对振动现象进行合理地解决,因此采用减振技术已变得尤为必要,在目前国内外发展过程中,减振技术的应用主要表现为以下几点。
1、设计与生产安装方面
为了尽可能保证风电机组的有效运营,降低振动发生的频率,在设计和生产安装过程中可以对结构进行合理的优化,通过提升机械平衡性的方式来保证机械的有效运营。同时,也应该保证其他性能的稳定发挥作用,在生产过程中可以采用耐疲劳性能的材料,通过提升材料的质量,可以在一定程度上保证风电机组的有效发挥作用。同时应用有效的材料也意味着在一定程度上保证了机组部件的生产质量,进而通过合理装配的方式来尽可能降低生产和安装过程中的失误问题。因此通过降低误差的方式也可以在一定程度上降低振动发生的频率。
2、控制方面
为了促进减振技术的有效发挥作用需要对风电机组进行合理地控制,通过优化控制的方式来改善控制中存在的不足,进而通过提升控制精准度的方式来降低振动发声的频率,因此为了保证风电机组的有效发挥作用,应该在控制过程中给予充分的重视,通过保证其精准度的方式。来提升控制层面应对振动的能力。
3、实际测试方面
为了保证减动技术充分发挥作用,在测试过程中应该对风电机组的运营进行全方位的监测,并且对监测的数据以及各部件的振动情况进行详细地记录,通过分析振动发声的频率来选择合理的应对措施,进而降低振动发生的频率。同时也可以研究振动信号发出的信息,进而通过对结果的分析来阐述发生振动的原因,进而提出合理的减振方法,以此保证风电机组的有效运行。
五、总结语
为了保证风电机组的有效运营,需要对风电机组在运营过程中产生的振动问题进行合理的分析,通过分析产生振动的原因来提出合理的应对措施,进而通过减振技术的应用来尽可能降低振动发生的频率。在减振技术应用过程中也应该结合具体的情况,采用合理的减振方法,依次保证风电机组的稳定运行。
参考文献:
[1]田德, 钱家骥. 风电机组减振技术发展现状分析[J]. 风能, 2014, 000(008):78-81.
[2]王雍, 张新, 张五泉. 目前风电机组塔架减振控制技术分析[J]. 中国科技纵横, 2018, 000(021):133-134.
[3]罗方正. 风电机组偏航系统运行特性分析[D]. 华北电力大学(北京),2017.