風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要滿足最大極限狀態(tài)分析的要求,其中包括極限強(qiáng)度分析與疲勞失效分析。本文的研究側(cè)重于極限載荷預(yù)報(bào)和疲勞載荷分析的一般性算法研究。引入經(jīng)典極值理論對(duì)IEC風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)提出的一般性方法——直接積分法進(jìn)行了較深入的探索。結(jié)合分塊法和超越門(mén)檻值法各自?xún)?yōu)點(diǎn),創(chuàng)新性地提出了一種兼具提取效率和獨(dú)立性的極值點(diǎn)提取方法。采用廣義極值分布對(duì)提取點(diǎn)進(jìn)行擬合,線性矩法估計(jì)分布參數(shù),并使用Q-Q圖進(jìn)行擬合分布檢驗(yàn),解決了同類(lèi)研究中遇到的擬合精度問(wèn)題,減少了高分位數(shù)載荷的擬合誤差。將算法應(yīng)用于WP_Baseline風(fēng)機(jī)極限載荷的求解上,最終獲得了更加貼近“真實(shí)數(shù)據(jù)”的超越概率曲線。引入反向一階可靠度法IFORM對(duì)海上風(fēng)機(jī)極限載荷的求解進(jìn)行了研究。創(chuàng)新性地將IFORM的2維形式環(huán)境等值線法與1維最優(yōu)化方法二分法結(jié)合起來(lái),形成一種效率更高的搜索算法,應(yīng)用于OC3Hywind風(fēng)機(jī)極限載荷的求解上。同時(shí)與直接積分法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,體現(xiàn)出搜索算法良好的計(jì)算成本優(yōu)勢(shì)和較高的可靠性。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)提出的相關(guān)要求,對(duì)風(fēng)機(jī)疲勞載荷計(jì)算的一般性方法進(jìn)行了研究。利用研究極限載荷時(shí)積累的大量數(shù)據(jù),以MLife... 

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001-2016年全球年度風(fēng)電裝機(jī)容量(GW)

- 2 -圖 1-2 2001-2016 年全球累計(jì)風(fēng)電裝機(jī)容量(GW)Fig.1-2 Global cumulative installed wind capacity 2001-2016是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，當(dāng)前的首要任務(wù)仍然是發(fā)展經(jīng)濟(jì)，發(fā)展經(jīng)撐。面對(duì)日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和氣候變化問(wèn)題，中國(guó)明確提出發(fā)展戰(zhàn)略，而風(fēng)電正逐漸成為這一戰(zhàn)略目標(biāo)中的重要組成部分已歷經(jīng)三十年歷程，近十年來(lái)風(fēng)電規(guī)模取得了較大的發(fā)展，開(kāi)的陸上風(fēng)電場(chǎng)逐漸走向更加復(fù)雜環(huán)境下的陸上和海上風(fēng)電場(chǎng)。計(jì)裝機(jī)容量已達(dá) 168.732GW，裝機(jī)數(shù)量超過(guò) 10 萬(wàn)臺(tái)，為超過(guò)崗位。2016 年中國(guó)風(fēng)電發(fā)電量約 241TWh，覆蓋了全國(guó)電力需步實(shí)施綠色低碳能源戰(zhàn)略，在能源研究所與國(guó)家可再生能源中電發(fā)展路線圖 2050》（2014 版）[3]中提出了風(fēng)電發(fā)展的遠(yuǎn)期目標(biāo)上，近海，遠(yuǎn)海風(fēng)電均有不同程度的發(fā)展。基本情境下，風(fēng)電需求中所占的比例上升至 17%，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到 10 億千瓦

在整體發(fā)電量中所占的比例超過(guò) 30%，成為主要電源之一。 風(fēng)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)風(fēng)力發(fā)電需求的快速上升，對(duì)風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量提出了更高的要求，由此風(fēng)機(jī)本身的結(jié)構(gòu)尺寸急劇增大，最明顯的特征就是塔筒高度越來(lái)越高，越來(lái)越大。根據(jù)國(guó)際能源署（International EnergyAgency，簡(jiǎn)稱(chēng) IEA）對(duì)的研究[4]，過(guò)去三十年里風(fēng)機(jī)的輪轂高度，風(fēng)輪直徑，額定功率等參數(shù)巨大的增長(zhǎng)，以獲取發(fā)電成本的降低。因?yàn)樵黾铀哺叨饶軌蚴癸L(fēng)機(jī)捕小且通常速度更大的風(fēng)資源，同時(shí)更大的風(fēng)輪直徑也能夠產(chǎn)生更多的電 年至 2010 年典型的風(fēng)機(jī)尺寸及功率參數(shù)如圖 1-3 所示。目前，丹麥風(fēng)機(jī)estas 已成功安裝了塔筒高度高達(dá) 166 米的 V126-3.45MW 型陸上風(fēng)機(jī)，上風(fēng)機(jī)塔筒高度的新紀(jì)錄。歐洲 UpWind 工程[5]以美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)ational Renewable Energy Laboratory，簡(jiǎn)稱(chēng) NREL）開(kāi)發(fā)的某 5MW 逆風(fēng)風(fēng)，對(duì)風(fēng)機(jī)尺度的設(shè)計(jì)極限進(jìn)行了探索，在其最終報(bào)告中指出 20MW 逆風(fēng)計(jì)是可行的。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]地區(qū)線性矩法在太湖流域暴雨頻率分析中的應(yīng)用[J]. 吳俊梅,林炳章,邵月紅.  水文. 2015(05)
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