孙松峰，刘 峰，高 猛，陈文光，李军向

（明阳智慧能源集团股份公司风能研究院，中山 528400）

0 前言

随着风力发电功率的快速提升，风电叶片正在向着大型化、轻量化、智能化快速发展。

国内外研究人员在叶片设计方面做了大量的研究工作。从早期的关注叶片年发电量和度电成本等方面［1-4］，过渡到考虑叶片的结构设计以及叶片变形等约束［5-10］。

在应用遗传算法和粒子群算法解决叶片设计目前问题方面，由于风电开发过程采用了多款设计软件，各个设计软件耦合性不佳，采用遗传算法和粒子群优化算法难以对气动结构耦合设计进行优化。

为了解决叶片的气动结构耦合设计问题，采用基于EXCEL VBA的源程序求解叶片的发电量等气动参数，通过刚度插值，求解叶片的刚度。并计算叶片变形，通过限制叶片变形，结合粒子群优化算法，在限制变形的范围内取叶片的发电量最大所对应的几何参数为最终的叶片设计方案。

通过限制叶片的变形范围，使叶片在轻量化以及刚性方面取得平衡。并以发电量最大为目标函数，使得叶片的质量、刚度和发电量方面均能满足要求。并通过粒子群优化算法，实现叶片几何参数的自动化求解。

1 叶片几何控制参数

弦长分布参考某机型的归一化弦长分布，即为标准弦长分布。基于标准弦长分布，通过控制叶根弦长、最大弦长，最大弦长对应的叶片展长、靠近叶尖处的弦长，从而对弦长分布进行控制。在叶片厚度方案的设计过程中，选取了3 款叶片归一化厚度分布作为标准厚度分布，在此厚度的基础上，通过与其他函数的叠加，构造出新的厚度分布。……