風力發電機組的案例
風力發電機組的噪聲控制
風力發電機組的噪聲控制
http://www.newenergy.com.cn 2006-6-7 14:24:00 中國風能協會
摘 要：
簡要分析了風力發電機組的噪聲源，重點介紹了阻尼減振降噪控制和噪聲傳播降噪控制的原理和方法，提出風力發電機組的噪聲控制措施和方法。
關鍵詞：風力發電機 阻尼減振 噪聲控制
0 引言
能源是現代社會和經濟發展的基礎。在常規能源告急和全球生態環境惡化的雙重壓力下，風能作為最有開發利用前景和技術最成熟的一種新能源和可再生能源之一，已成了全球能源工業關注的熱點。自二十世紀七十年代以來，風能開發和利用在歐美發達國家發展非常迅速，風力發電的技術也日趨成熟。中國國家計委于1996 年3 月制定了“乘風計劃”，以風力發電機的國產化來帶動風電場建設的產業化。該計劃旨在采取技貿結合的形式，引進國外先進技術，通過消化吸收，達到自主開發，自行設計和制造大型風力發電機的能力[1]。
風能開發能減輕空氣污染和水污染，但如果處理不當，則會增加噪聲污染。近幾年，隨著風力發電機國產化程度的不斷擴大，而我國制造業與歐美發達國家還有一定的差距，因此國產化風力發電機振動噪聲問題逐漸顯現出來。風力發電場附近居民對風力發電機組產生大噪聲煩擾的投訴、申告也越來越多，甚至威脅到風力發電機的正常國產產業化，因此，風力發電機的減振降噪控制是非常重要和必要的。本文將重點討論阻尼減振降噪技術和噪聲傳播降噪技術在風力發電機組噪聲控制中的應用。
1 噪聲源分析
風力發電機組工作過程中在風及運動部件的激勵下，葉片及機組部件產生了較大的噪聲，其噪聲源主要有：
（1）機械噪聲及結構噪聲
齒輪噪聲。
展開 液壓型風力發電機組并網沖擊仿真研究
以液壓型風力發電機組勵磁同步發電機系統和并網控制系統為研究對象，針對勵磁同步發電機的準同期并網條件，建立了同步發電機和勵磁系統數學模型。理論分析了同步發電機并網沖擊電流和沖擊轉矩。通過MATLAB/Simulink 建立同步發電機、勵磁系統和準同期鎖相模塊仿真模型，采用AMESim 軟件建立液壓調速系統模型，采用聯合仿真的方法，對液壓型風力發電機組準同期并網過程進行研究，分析了系統并網沖擊特性。在實驗室搭建30kVA 實驗臺，實驗驗證了仿真模型和仿真結果的正確性。研究表明定量泵-變量馬達液壓調速系統能將同步發電機轉速穩定控制在準同期并網條件范圍內，同時能有效控制系統并網沖擊，使風力發電機組平穩并入電網。
010-液壓型風力發電機組并網沖擊仿真研究.part1.rar
010-液壓型風力發電機組并網沖擊仿真研究.part2.rar
展開 東方風電DEW-D4000-148陸上直驅風力發電機組順利下線
10月16日，東方電氣風電有限公司（后簡稱“東方風電”）自主研發的首臺DEW-D4000-148陸上直驅風力發電機組在天津制造基地順利完工下線。
來自中國三峽集團、大唐集團、華能集團、華電集團、神華投資公司、中廣核、中電建、寧夏銀星能源、深能源、川能投、蒙能投、河北建投、協合新能源、中國農機協會風力機械分會、中國船級社、中國可再生能源學會風能委員會、天津濱海新區開發區政府等領導和嘉賓出席下線儀式暨產品發布會，共同見證這一歷史時刻。
東方電氣股份有限公司副總裁陳煥代表集團公司向出席儀式的嘉賓表示熱烈的歡迎；向長期以來關心、幫助和支持東方電氣發展的各級領導、各界朋友表示衷心的感謝！陳煥指出，風力發電作為新能源產業發展的重要載體，是國家戰略轉型的重要組成部分，作為大國重器，東方電氣一直以來高度關注和重視，集全集團優勢資源，堅定不移發展風電產業，持續為市場和用戶提供先進、高效的產品，始終堅持以優質的產品和服務，為用戶創造更大的價值！
東方風電董事長、總經理賀建華介紹了公司DEW-D4000-148陸上直驅風力發電機組主要技術特點。賀建華指出，東方風電堅持以市場為導向，持續創新，依托東方電氣集團在大型發電設備領域的深厚積淀，同時掌握雙饋和直驅兩種技術路線風力發電機組研發制造能力，產品涵蓋1.0MW-4.0MW系列陸上和5.0MW-10MW系列海上，已累計為國內外客戶提供了各型風電機組8000余臺。賀建華表示，東方風電將不忘初心，開拓進取，按照集團、公司既定戰略目標，以技術創新助推企業高質量發展，為新能源產業發展做出應有貢獻。
展開 基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析
基于聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析.part1.rar
基于聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析.part2.rar
基于聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析.part3.rar
基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析
基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析3.rar
基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析1.rar
基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析2.rar
LMS samcef 的風力發電機組建模仿真
LMS samcef 為風力發電機組設計開發的軟件samcef for wind turbine 包含了直驅系統及多種傳動鏈的結構。
事先在samcef field中創建好需要的直驅風機的主要部件：主軸，主機架，發電機及控制器。其中主軸，主機架都設計為剛體，發電機則由柔性梁單元構建。這樣選擇主要是想要限制模型的自由度，保持較短的計算時間。但主軸的彎曲對底座影響就不在考慮范圍之內。較精確的建模方法是使用超單元模型。控制器采用dll格式文件，編寫可以參照bladed。Dat文件為參數的文本文件，主要便于更改控制器的主要參數。
[media=x,500,375]http://v.youku.com/v_show/id_XNjQ4NzQyMTk2.html[/media]
SWTdirectdrive.pdf
展開 基于adams和simulink聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析
MSC.ADAMS_風電機組仿真.rar
基于GDW理論的風力發電機整機性能分析.rar
基于聯合仿真技術的風力發電機組系統設計分析.rar
失速型風力發電機系統振動仿真分析.rar
《漂浮式海上風力發電機組設計要求》GB/Z 44047-2024頒布
近日，國家市場監督管理總局正式頒布了《《漂浮式海上風力發電機組設計要求》（標準編號：GB/Z 44047-2024），該標準將于2024年12月1日起正式生效執行。此舉標志著我國在漂浮式海上風電技術領域的國家標準建設實現了零的突破，填補了該領域的空白，為推動我國漂浮式海上風電產業的規范化、標準化發展奠定了堅實基礎。。
此標準作為國內漂浮式海上風電領域的首個國家標準，其制定過程中嚴格遵循并等同采用了國際電工委員會（IEC）的國際標準IEC TS 61400-3-2:2019。該標準詳盡規定了漂浮式海上風電機組在設計載荷工況、結構設計、仿真分析要求、控制及保護系統、錨定系統性能、浮態穩定性以及組裝、安裝與吊裝等關鍵環節的明確技術要求，為漂浮式海上風電項目的工程化設計提供了權威、全面的指導依據。
展開 Workbench fluent風力發電機組葉片流場及溫度場仿真，附詳解視頻及原模型 ￥96
本文檔提供基于ANSYS的風力發電機組溫度場仿真全流程指南，涵蓋幾何處理、網格劃分、求解設置及后處理等核心環節，結合實用技巧與問題解決方案，助力用戶高效完成熱場分析，支撐機組熱管理設計與性能優化。
請使用全英文路徑完成整個流程。
1. 幾何建模與處理
1.1 幾何導入與預處理
啟動SpaceClaim模塊
在ANSYS Workbench中創建新項目，拖拽 “fluid flow(fluent)”模塊至項目流程圖。右鍵選擇“edit Geometry in SpaceClaim ”進入幾何建模界面。
通過菜單欄“File”→“Import”導入風機模型（支持格式：STEP、IGES、Parasolid等），直接拖拽模型到窗口也行。若模型包含多余部件（如螺栓、支架），需手動刪除以簡化計算。
幾何切割與旋轉操作。平面切割：選擇選項卡中的切割工具，以塔筒底部或葉片根部為參考平面進行切割，斷開幾何體的連接。此步驟確保后續旋轉操作僅作用于葉片部分。通過“Move”工具中的“Rotate”功能調整葉片至停機狀態（一個葉片朝下）。該軟件需要單獨學習操作的，可以關注作者的其他課程。
合并幾何體：使用“Combine”功能將旋轉后的葉片與塔筒合并為單一部件，避免后續分析中出現接觸面不連續問題。使用“Repair”工具修復模型中的微小縫隙或重疊面，確保幾何封閉性。對于復雜曲面（如葉片翼型），可通過“Simplify”功能減少局部細節，提升網格生成效率。
1.2 流體域抽取
創建外部流體域：在SpaceClaim中，選擇“準備”選項卡，使用“外殼”工具沿風機周圍生成長方體流體域，可以鍵盤上直接輸入數值。建議尺寸為風機幾何的20-30倍。
展開 你見過兩個葉片的風力發電機嗎？
下面這個是明陽風電3兆瓦雙葉片海陸兩用風力發電機組。
這也是國內首個單機容量3兆瓦雙葉片海陸兩用風力發電機組，位于張北縣的國家風電研究檢測中心，該機塔高80米，葉輪由兩葉片組成，葉片半徑48.5米，為海陸兩用機型，由廣東明陽公司設計制造。
2018年8月份，由日本新能源和工業技術開發組織（NEDO）牽頭的財團在日本北九州港完成一臺3MW示范性漂浮式風機組裝。
不論怎么說，你們以后可不準再說風力發電機只有三個葉片了，對了，你們覺得2葉片風機靠譜嗎？
來源：直觀學機械 資料源：風電峰觀察、歐洲海上風電
風電輪轂力學分析APP
風電輪轂力學分析APP借助Simdriod軟件，對風力發電機組的輪轂進行強度分析，并將仿真模型和流程封裝成APP。輪轂、主軸、變槳軸、工藝口的幾何尺寸支持參數化。風電輪轂承受的3個葉片變槳軸的軸向力，參考葉片變槳軸的局部坐標系施加，軸向力大小支持參數化。
近年來，隨著環保意識的增強和可再生能源的發展，風電發電已經成為了重要的清潔能源之一。而風力發電機組的關鍵部件之一——輪轂，也成為了研究的熱點之一。為了保證風力發電機組的安全和可靠性，輪轂的強度分析顯得尤為重要。
為此，一款名為“風電輪轂力學分析APP”的軟件應運而生。這款軟件借助Simdriod軟件，能夠對風力發電機組的輪轂進行強度分析，并將仿真模型和流程封裝成APP。同時，輪轂、主軸、變槳軸、工藝口的幾何尺寸也支持參數化，使得用戶可以自由調整這些參數，以滿足不同的需求。
在分析時，該軟件考慮了風電輪轂承受的3個葉片變槳軸的軸向力，參考葉片變槳軸的局部坐標系施加。軸向力大小也支持參數化，用戶可以根據實際情況進行調整。
通過這款軟件，用戶可以對風電輪轂的強度進行全面的分析，包括應力分析、變形分析等。同時，該軟件還提供了結果的可視化展示，使得結果更加直觀。
總之，隨著科技的不斷發展，越來越多的軟件工具被應用到了工程領域，為工程師們的工作帶來了極大的便利。而“風電輪轂力學分析APP”也正是在這樣的背景下誕生的。相信在不斷的優化和完善之后，這款軟件將會更加成熟和實用，為風力發電行業的發展做出更大的貢獻。
在線計算APP：
https://www.simapps.com/v2/engineering-app/all/212496
展開 
samcef SWT 風力發電論文幾篇
Samcef wind turbine（SWT）在風力發電機組設計方面有著巨大優勢，分享幾篇基于SWT的風機設計碩士論文。
（1）
基于TLP原理的海上風機
對基于TLP原理的海上風機浮式基礎進行了概念設計。通過對不同平臺型式的特點分析，選定了TLP平臺基礎型式；初步確定了浮式基礎的主尺度。對海上張力腿浮式風機整體結構進行了動力響應研究。對基于TLP原理的海上風機浮式基礎進行了水動力性能研究及結構設計，進行了波浪載荷預報。此外，還進行了總體強度分析。設計了海上張力腿浮式風機縮尺比試驗模型，進行了試驗方案設計。
（2）
隨機風速下風電齒輪傳動系統的動態特性分析
基于samcef windturbine的虛擬樣機技術和有限元分析方法，對齒輪系統的動態特性進行分析，在驗證仿真模型正確的基礎上，得到系統的輪齒間動態嚙合力和動態軸承力。對結果分析表明，軸承力受外載荷影響的作用明顯，隨載荷的變化具有相同的變化趨勢，兩級行星輪系所受力矩大于平行軸傳動，在系統運行時更容易發生失效現象。
在滿足系統正常運轉及疲勞強度的條件下，根據系統可靠性定義，設計齒輪系統的可靠模型，以基本設計參數為變量，對風力發電機齒輪系統的兩級行星輪系做優化設計。
（3）
風機關鍵部件的多體動力學分析
文章首先依據3MW風力發電機組相關參數，對風力發電機組的不同部件采用不同的建模方式，在實體模型的基礎上進行風機關鍵部分的超單元建模，超單元法在風力發電機組中的應用大大縮減了模型的自由度，對機艙底盤和輪轂主軸的超單元模型與有限元的模型模態的進行對比。
搭建整機模型，根據IEC標準進行了風模型創建，工況設計，載荷計算及后處理。在瞬態分析中做了三方面研究：控制器性能檢測研究，風速對載荷的影響研究及自動譜分析。
百度鏈接：http://pan.baidu.com/s/1sjkiyux
展開 利用LMS SWT軟件進行風電機組載荷計算
LMS SWT 軟件采用多體動力學和有限元相結合的方法，建立參數化的非線性風力發電機組建模方式和流程化的工況條件定義，相較于GH Bladed 軟件的線性化風電機組模型，不僅可以幫助用戶方便快捷地完成風力發電機組的載荷分析計算，而且可以使用戶在進行風力發電機組的初始設計與改型設計時，準確理解設計參數的意義，及時發現設計中存在的缺陷，從而獲得現實可行的設計方案。
利用LMSSWT軟件進行風電機組載荷計算_王丹丹.pdf
通用機械行業解決方案
風力發電領域相關應用
風力發電機組強度、振動分析
風力發電機組疲勞壽命分析
風力發電機組流體力學分析
風力發電機組熱管理系統
風力發電機組電磁及多物理場分析
風力發電機組零部件制造工藝仿真
葉片模型及葉片應力云圖
機架疲勞壽命云圖
葉片流體分析
風力發電相關仿真軟件模塊
幾何建模：ANSYS DesignModeler、ANSYS SpaceClaim
葉片復合材料處理：ANSYS ACP
結構仿真分析：ANSYS Mechanical
疲勞壽命分析：ANSYS nCode DesignLife
流體仿真分析：Ansys CFX、Fluent、ICEM CFD
海洋風電水動力學分析：ANSYS AQWA
旋轉電機設計專家：RMxprt
電磁場仿真分析：ANSYS Maxwell2D/3D
機電系統設計：ANSYS Simplorer
多物理場耦合分析：ANSYS Multiphysics/ANSYS AIM
變頻器等電氣設備熱設計：ANSYS ICEPAK
設計優化分析：ANSYS DesignXplorer
設計優化、可靠性和魯棒性分析：OptiSLang
多學科優化和拓撲優化：VR&D Gensis
液壓控制分析：HypNeu
鍛造成形及熱處理仿真：Deform
鑄造成形仿真：NovaCast
作業調度與高性能計算：PERA.Grid、ANSYS HPC
協同仿真環境及仿真流程與數據管理：ANSYS WorkBench、EKM
傳動機械領域
傳動機械就是利用機械方式傳遞動力和運動
展開 貓頭鷹翅膀給風電機組降噪帶來的啟發
風電機組噪音形成原因
風力發電機組噪聲源有槳葉噪聲及艙內噪聲，艙內噪聲包括齒輪箱噪聲、發電機噪聲、偏航系統噪聲等（見圖1）。由于齒輪箱、發電機等噪聲源位于機艙罩內，機艙罩具很強的隔聲吸聲性能，而槳葉完全暴露在空氣中，所以對風電場居民的噪聲干擾，槳葉噪聲占據主導。
圖1 風電機組噪聲源示意圖
風輪在旋轉過程中，槳葉與空氣產生較大的相對速度，葉尖線速度約80m/s，空氣從槳葉的前緣流向后緣，受槳葉弦長、槳矩角、相對風速、大氣壓等因素的影響，槳葉后緣附近產生不同尺度、不同強度的渦流（見圖2），這是槳葉噪聲的根本來源。不同尺度渦流的存在導致槳葉掃風噪聲呈寬頻特性，渦流的強度則決定了噪聲的強度。
圖2 槳葉尾流示意圖
圖3 槳葉掃風噪聲1/3倍頻譜
槳葉降噪技術研究與應用
仿真分析發現槳葉掃風噪聲主要來源于槳葉尾緣，而模仿貓頭鷹翅膀的鋸齒尾緣可以有效的降低氣動噪聲，鋸齒尾緣可產生反向渦流，改變槳葉后緣的尾跡渦的脫落位置及尺度，抑制脫落渦的擾動，進而減少槳葉后緣附近的非定常壓力脈動和尾跡渦引起的氣動噪聲。
圖4 鋸齒結構風洞試驗
圖5為對某風電場的1.5MW機組進行了批量降噪優化，按照《IEC61400-11 Acoustic noise measurement techniques》進行了技改前后噪聲測試。測試結果表明：降噪鋸齒條可有效降低風力發電機組噪聲，不同風速下的A計權聲功率級降低1.7～3.2dB，同時噪聲脈動 (AM) 降低約1dB (A)，極大地降低了風力發電機組對附近居民的噪聲影響強度和煩惱程度。
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