基于HHT方法的大型风力机叶片动态响应特性分析

摘要

准确了解风力发电机的气弹稳定性对风力机安全运行具有重要意义。本文借助专业风力发电机计算软件包GHBLADED和大型数学软件MATLAB，从叶片刚度和外部风况即攻角变化和湍流特性不同出发，在频域内，研究叶片刚度和外部风况对风力发电机叶片动态响应的影响。
　　 以美国国家能源部可再生能源实验室(NREL)发布的5MW海上风力发电机为研究对象，在GHBLADED软件中建立计算模型。同时，对建立的模型进行模态计算，验证模型的可靠性及准确性。在叶片刚度变化、攻角变化、不同湍流特性的三维湍流风模型下，模拟其正常运行时叶片的600s叶尖变形挠度。
　　 借助MATLAB软件，编制并调试FFT变换、小波包变换及重构以及HHT方法的程序模型，以叶片刚度不同时模拟的600s叶尖变形挠度为研究对象，采用三种不同的频域计算方法，在频域内，分析其计算结果并比较不同频域方法的计算结果。
　　 以攻角(或三维湍流风风向、偏航)和湍流特性(湍流脉动速度)两个方面模拟的600s叶尖变形挠度为对象，在MATLAB软件上，采用三种不同的频域计算方法，在频域内，分析其计算结果并比较不同频域方法的计算结果。
　　 通过对本课题的研究，深化了对风力发电机气弹稳定性的理解；通过频域方法的计算，在频域内，分析了叶片刚度、外部风况对风力发电机动态响应特性的影响。