偏航失效时海上风力机不同停机位置下响应特性

摘要

我国东南沿海台风频发,严重威胁着海上风力机的结构安全。台风诱发的强风和巨浪,可能对风力机的控制和供电系统造成损害,导致风力机偏航系统失效。风力机因无法实现实时对风而载荷骤增,从而造成风力机破坏甚至倒塌。为研究海上风力机在偏航失效工况下的响应特性,以5 MW导管架式海上风力机为研究对象,计算了偏航失效时不同停机位置下风力机结构的动力响应,同时分析了风力机叶片、塔筒及下部结构响应随偏航角的变化规律以及停机位置对响应结果的影响。研究表明:偏航失效时,偏航角的大小和叶片停机位置对风力机结构响应影响显著;部分偏航角下风力机叶片甚至出现气弹失稳现象;综合整个偏航范围来看,采用空转策略或者叶片方位角处于90°停机位置的停摆策略时,风力机结构各部分响应值相对较小,应对偏航失效最为有利。