1.2 风载模型
风能是目前*具发展前景可再生绿色能源，为*大程度地捕获风能，现代风力机叶片逐渐趋向于大型化态势，风轮直径、塔筒高度随之增加，从而使得湍流、风剪切等因素对风电机组性能影响也越发明显，导致风电机组各叶片之间所受载荷相差巨大，*终造成风电机组输出功率减小、叶片疲劳和稳定性能衰退，显然建立风模型对进一步设计区域化叶片和叶片结构强度校核具有一定理论参考价值。风模型建立是计算不同自然环境条件下，叶片所受稳态和动态载荷关键性基础工作，直接影响到叶片运行工况、结构优化设计及稳定性特性。因此，建立精确风模型一直以是研究叶片在不同环境条件下运行时所受载荷焦点问题。
1.2.1 叶片风载荷数学评价方法及其与风电机组间的相互作用关系
由复杂多变的工作环境引起风电机组叶片载荷波动是导致其关键部件疲劳损伤主要因素。风电机组运行稳定性依赖于其各个重要零部件须有足够强度，而零部件强度设计与风力机载荷变化直接相关，因此，风速模型科学建立是研究并提高风电机组稳定运行关键。依据IEC61400-1:2019规范，评估某区域风能资源，要求至少连续测量当地风电机组轮毂高度1年以上10min平均风速，同时参考距地面10m高风速值。由于对拟建风场风能资源评估和风速分布很难用精准模型描述，多年来，许多学者对风速模型计算方法进行广泛而深入研究，并取得很多学术成果，但对区域风况下轮毂高度风速模型建立认识仍不够清晰。
风切变存在不仅引发并加剧叶片挥舞和摆振，直接影响风电机组输出功率，剧烈风切变将导致风电机组强烈振动下故障停机。对风切变影响叶片气动性能研究鲜见。为此，研究轮毂高度下不同轮毂风速和风速廓线指数下风切变对风电机组气动性能影响规律，探索高精度数值分析模型，对区域化柔性叶片结构设计具有一定指导作用。
风电机组载荷模型建立大都依据IEC或GL规范，然而我国风电机组运行环境尤其风资源特点与国外在很大程度上不尽相同，这将直接导致风载荷输入源与其相关软件输入要求不匹配，使传统载荷模型预测精确性和实时性难以保证。为深入研究风电机组叶片载荷分布计算，现存商业软件远远不能满足高性能叶片结构设计需求。河西区域风能主要来源于西风带大气运动动能，特殊地形狭管效应直接导致近地面风速增大,在如此独特地理环境下，形成中国乃至世界奇有风能资源聚集带,蕴藏着极为丰富风能资源。因此，深入研究西北区域风资源及其服役环境特点，进而研究叶片风载荷数学评价方法及其风电机组间相互作用，解决超大结构叶片潜在稳定性问题，具有一定参考价值。
展开
