GH_BLADED简介.pdf

119 − 0.4 β − 5 e β ) 0.22 C p ( λ ,= λi
1 =
−12.5
λi
(2-3) (2-4)
λi
1 0.035 − 3 λ + 0.08β β + 1
由式(2-3)和(2-4)得风能利用系数 C p 与叶尖速比 λ 和桨距角 β 之间的关关系可由如图 1 所示。 对于变桨距风力发电机组而言，可以在控制上通过变桨调节来控制转速，从而追踪最佳叶尖速比使 功率系数保持在最大点 C p max 上。这时风力发电机组的功率为
Influence of Yaw Control of Upstream Wind Turbines on Power of Downstream
Le Ma, Ying Deng
North China Electric Power University, Beijing Received: Nov. 29 , 2016; accepted: Dec. 25 , 2016; published: Dec. 28 , 2016 Copyright © 2016 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
0.5
0.4
功率系数
Cp
0.3
0.2
0.1
0 0 20 40 10 15 20桨距角β来自6005
叶尖速比
λ
Figure 1. The relationship between power factor and pitch angle 图 1. 功率系数与桨距角叶尖速比之间的关系

风电机组叶片桨距角安装偏差故障诊断发布时间：2023-03-30T03:45:07.196Z 来源：《福光技术》2023年4期作者：尚宏武[导读] 叶片是风电机组的核心部件之一。

风电机组在野外环境下长期运行，叶片表面损伤长期不断累积，将对风电机组安全构成重大影响。

四川省能投会东新能源开发有限公司四川省凉山彝族自治州 615200摘要：研究了风电机组叶片桨距角安装偏差对风轮气动平衡的影响。

首先，在GH Bladed软件中对陆上某5 MW风电机组单叶片桨距角安装偏差进行模拟，分析机组单叶片存在不同偏差角时机组的动态响应；其次，分析叶片桨距角安装偏差对机组叶轮转速、叶尖变形量和叶根弯矩等参数的影响规律，提出一种风电机组桨距角安装偏差方向的识别方法，该方法对于实际应用中利用机舱振动数据检测风轮不平衡提供了思路。

关键词：风电机组；桨距角；安装偏差；故障诊断；叶片是风电机组的核心部件之一。

风电机组在野外环境下长期运行，叶片表面损伤长期不断累积，将对风电机组安全构成重大影响。

为了避免重大事故和潜在风险，风电场需要对叶片表面进行定检和维护。

目前，关于风电机组桨距角安装偏差对叶轮气动平衡影响的研究较少，并且缺少在实际操作中较为方便的检测方法。

1 风电机组基本参数图1给出了稳态条件下该风电机组发电机输出功率Pout、叶片桨距角θpitch和风轮转速wr随风速的变化。

其中，A、B、C、D分别表示机组的并网控制、定风能利用系数Cp控制、定转速控制和定功率控制4个风电机组控制区间。

A区中，wr保持不变，Pout逐渐增大，机组未进行变桨；B区中，随着风速增大，wr和Pout不断增大；C区中，wr保持不变，Pout随风速的增大不断增大；进入D区后风电机组开始变桨，控制Pout和wr保持不变，随着风速增大，θpitch逐渐增大。

图2为叶片载荷的模拟坐标系。

其中，ZB轴方向沿径向叶片变桨轴，XB轴方向指向塔架，YB轴垂直于叶片轴和主轴，独立于旋转方向和塔架叶轮位置，FXB、FYB和FZB为各方向的叶片推力，MXB、MYB和MZB为各方向的叶片转矩。

一软件简介GH Bladed软件是一款由英国 Garrad Hassan and PartnersLimited 公司(以下简称 GH 公司）开发的用于风电机组设计的专业软件。

它适用于陆上和海上的多种尺寸和型式的水平轴风机,进行设计和认证所需的性能和载荷计算.软件本身的可靠性已通过GL（德国劳埃船级社）认证.目前GH Bladed已被广泛应用于风机产业，用户包括风机及零部件制造商、大学和研究机构、认证机构。

GH Bladed为用户提供一个陆上、离岸风机性能和负载的设计解决方案。

软件具有基于Windows的绘图用户界面和在线帮助功能,操作方便，同时风机设计计算采用工业标准。

GH Bladed支持风载荷和波浪载荷组合计算,采用全空气弹性和水弹性模型并考虑地震励磁的影响.GH Bladed具有多个功能模块，包括外壳稳定性分析、动态负载模拟、负载与电能获取分析、批处理和报告自动生成、电网交互以及控制设计的线性化模型。

Bladed 软件是一个用于风电机组设计与验证的集成化软件包，可以提供各种风模型、控制系统、动力响应等多种综合模型，可用于风电机组功率分析、载荷计算、风电机组气动性能分析等。

二模块介绍Bladed软件的功能模块.主界面如下图所示:主要的设置和计算功能分为13个部分。

参数设置又分为风机参数和外部环境参数二部分.风机参数部分包括前八项，分别为叶片Blades、翼型截面Aerofoil、叶轮Rotor、塔架Tower、传动链Power Train、机舱Nacelle、控制Control、模拟分析Modal Analysis.剩余为环境参数部分,为风Wind，海面状况Sea State。

图1-1 bladed的主界面软件的基本工作流程：通过调用、自定义或修改模型参数后，通过计算选项选择计算内容计算，后通过数据观察分析功能查看计算结果并进行数据处理.模块1:Blades(叶片)主要定义叶片的外部几何尺寸，重量分布及刚度.主要的参数有：长度、弦长（各剖面)、扭角、厚度、质量因素和刚度因素。

风力发电机组最佳桨距角策略仿真与分析发布时间：2021-06-16T11:02:11.180Z 来源：《探索科学》2021年5月作者：周玲，任永，张广兴[导读] 基于目前风电机组的大容量，塔架高度越来越高，叶片越来越长，容易造成载荷偏大这一背景，本文首先介绍了最佳桨距角策略的原理，然后通过仿真验证其效果，得出结论：最佳桨距角策略可有效防止机组超速，减少叶片动作，从而减小机组载荷，改善机组运行状况。

明阳智慧能源集团股份公司风能研究院周玲，任永，张广兴 528437摘要：基于目前风电机组的大容量，塔架高度越来越高，叶片越来越长，容易造成载荷偏大这一背景，本文首先介绍了最佳桨距角策略的原理，然后通过仿真验证其效果，得出结论：最佳桨距角策略可有效防止机组超速，减少叶片动作，从而减小机组载荷，改善机组运行状况。

关键词：最佳桨距角策略；仿真验证 1引言我国风力发电技术的开发利用起源于20世纪70年代，但是在国家的大力支持和倡导下，近些年来风力发电技术发展突飞猛进，并且取得了很大的进展[1]。

可再生能源逐渐代替常规能源，可以改善生存环境，造福人类，提高我们的生活水平[2]。

但随着风力发电技术的发展以及市场的需求，风力发电机组容量越来越大，叶片越来越长，极端风况设置仍然要严苛遵循GL规范要求，如果仅仅通过加强机组部件来提高机组安全性能，势必造成度电成本的增加。

为降低机组载荷，提高产品竞争力，本文基于明阳某超长叶片机组模型，提出了采用最佳桨距角策略Optimal pitch schedule优化方案，并采用GH Bladed软件进行模拟仿真，对比分析了控制策略优化前后的载荷。

2 最佳桨距角策略原理在大阵风或高湍流强度等的风况下，采用根据风速给定一个安全桨距角的方法，来提高变桨系统的快速性，抑制机组超速或桨叶频繁变化引起载荷过大等问题，保证机组的安全运行。

3 工况载荷分析基于明阳某超长叶片机组载荷，轮毂合弯矩和偏航轴承合弯矩（最大值都发生在工况DLC1.3cb_1_4）、塔底合弯矩（最大值发生在工况DLC1.6ca_4）以及叶根合弯矩（最大值发生在工况DLC1.7aa_a_1）载荷都偏大，按GL2010规范要求，DLC1.3工况考虑风力发电机组从切入风速到额定风速范围内，遭遇极限相关阵风和风向变化，极限相关15m/s的阵风以及风向大幅度变化，容易造成轮毂合弯矩以及偏航轴承合弯矩非常大；DLC1.6工况考虑风力发电机组从0.8倍的额定风速到切出风速范围内，遭遇50年一遇的极端阵风；DLC1.7工况考虑风力发电机组从额定风速到切出风速范围内，遭遇极端风剪切风况（extreme wind shear，简称EWS）。