抗强风的索塔型风机可行性研究

摘要

为提高台风多发地区风力发电结构的安全性和经济性，提出预应力拉索与塔架结合的新型索塔型风机结构。基于非线性振动理论推导了索塔结构的动力平衡方程；采用预应力悬链线单元、实体单元和壳单元，建立某风电场65m高塔架型风机和索塔型风机的有限元模型；计算了两种风机结构的自振特性及其在50年一遇极端工作阵风作用下的动力响应。结果表明，索塔型风机前两阶自振频率约比塔架型风机高11.3%，3至10阶自振频率无明显差异；除最不利单桩轴力最大值外，索塔型风机轮毂处的水平大位移区、塔架底面迎风点等效应力最大值及高应力区、迎风面最不利单桩轴力变化幅值等指标均明显小于塔架型风机。总体而言，强风条件下索塔型风机的受力性能优于现有塔架型风机，值得进一步研究。