尹尧杰， 廖明夫， 吕　品， 刘展翅, 王四季

(西北工业大学 动力与能源学院，西安　710029)

电压跌落对风力机叶片振动影响分析

尹尧杰， 廖明夫， 吕品， 刘展翅, 王四季

(西北工业大学 动力与能源学院，西安710029)

摘要：风力机单机容量不断增大，装机容量不断增长，风力机与电网之间的耦合效应越发突出。电网的干扰以及故障会对风力机机械部件产生冲击。为了获得叶片在电网电压跌落时的动态响应，把叶片简化为悬臂梁，用3D Timoshenko梁进行离散化建模，建立了叶片运动的动力学方程，基于某1.5 MW风力机低电压穿越测试得到的转速，变桨曲线，获得叶片所受时变载荷的基础上，运用Newmark法对叶片在电压三相对称跌落与不对称跌落下的动态响应进行了计算。结果表明电压的跌落会对叶片产生冲击效应，在叶片拍打方向振动幅值比挥舞方向更大。叶片振动变化的总体特征随着风机载荷和电压跌落的幅值增大而增大的。同等工况和跌落幅度下，三相对称跌落时振动的变化要大于不对称跌落的振动变化。

关键词：电压跌落;风力机;叶片;Timoshenko梁模型;动态响应

随着风力发电技术快速发展，风力机单机容量不断增大，风电装机容量高速增长，风能已经成为重要的能源供应选择[1]。

图1　风力机与电网之间的耦合[3]Fig.1 Interaction between wind turbine and grid

过去风力机的设计要求主要关注风力机自身的安全性能，并没有考虑其对电网的影响[2]。然而，随着风力机装机容量的大规模增加，风力机与电网的耦合性增强，如图1所示，风力机的动态特性影响并网电能质量，而电网的干扰以及故障也会对风力机电气部件以及机械构件产生影响。……