巫发明，杨从新，王 靛，杨 柳

湍流强度对风电机组动力学特性及载荷的影响

巫发明1,2，杨从新1※，王 靛2，杨 柳2

（1. 兰州理工大学能源与动力工程学院，兰州 730050；2. 中车株洲电力机车研究所有限公司风电事业部，株洲 412000）

为研究湍流强度对机组动力学特性及气动载荷的影响，以3.3 MW三叶片水平轴风电机组为研究对象，采用仿真及试验相结合的方法，并对来流风速和主导载荷进行功率谱分析。通过开展4种湍流强度0.10、0.12、0.14和0.16的计算仿真，结果表明随着湍流强度的增加，风电机组机舱振动加速度、载荷及等效疲劳载荷都有规律性变化。为验证仿真结果的合理性，对某风场的型式测试机组进行1a多的数据测试采集和分析。测试结果表明，机组运行在0.06、0.08、0.10和0.12这4种不同湍流强度下，其机组在不同风速运行下的机组振动及载荷同样出现有规律性的变化，仿真与实测结果的变化趋势吻合度较高。该研究为风电场风电机组的微观选址提供依据，也对风电机组设计有一定的指导意义。

风；发电；动力学；风电机组；湍流强度；气动载荷

0 引 言

湍流是普遍存在且被许多研究者持续探索的自然现象。大气湍流对飞行器的飞行性能、结构载荷、飞行安全的影响很大。因湍流引发的飞行事故时有发生，但通过现代技术可以有效避开强湍流或尽量降低危害程度。但风电机组固定安装于某个位置，当天气变化，导致机组可能受到不同程度湍流影响，为保证风电机组的安全性和长期稳定可靠运行，机组的设计需要考虑运行环境条件的湍流变化带来的载荷问题[1-2]。……