風電工程技術的案例
誠邀 | 在線論壇：工程仿真解決方案在風電行業中的應用
“運用仿真技術加速能源行業的數字化轉型”
全球能源結構繼續重組，加劇了行業對低碳技術創新的需求，為提高能源效率、可靠性及安全性，當今能源行業亟需為其解決各類需求而定制的工具。風電行業設計工程師們通常面臨著一個重大挑戰：如何準確地確定各獨立部件的規格，它們通常都來自不同的制造商，然后將它們連接成一個高效的整體系統，如果不使用仿真工具，幾乎不可能確定一個復雜的異構系統的性能。
Ansys為風電行業工程開發、制造和實際運行提供了全面的多物理場、多尺度的仿真解決方案。5月17日-19日，繼輸配電行業應用這一主題后，Ansys官方將繼續推出『工程仿真解決方案在風電行業中的應用』在線主題論壇，屆時與Ansys多位行業專家及客戶一起，共同探討風電行業從高精度多物理場仿真中獲益的杰出實踐，了解更多有關Ansys在風電行業應用的解決方案。
展開 砂土剛度衰減模型在海上風電工程中的應用
砂土剛度衰減模型在海上風電工程中的應用
1. 工程背景
砂土是海上風電工程常見的土類，循環荷載作用下它的軟化現象會引起樁側土體塑性變形累積過大，極易造成結構失穩傾覆。Huurman提出的剛度衰減模型通過引入循環應力比將砂土剛度與循環次數連接在一起，是分析砂土地基構筑物循環承載工況的有效方法。砂土剛度衰減模型有較好的理論基礎，難點在于將其內嵌于通用有限元軟件的計算內核。
大型海上風電機組是大力發展風電、有效利用近海風能資源的核心技術，為提高機組的發電功率，風機尺寸通常較大，要求基礎擁有較強的結構承載能力。大直徑單樁基礎、導管架基礎以及負壓筒基礎因其優異的受力特性成為了海上風電工程常用的基礎形式，它們不僅要滿足豎向承載力的要求，更要在風、波浪以及洋流等循環橫向荷載作用下保持結構穩定。
海上風電基礎的有限元模型同時具有材料非線性、位移非線性（大變形）以及邊界條件非線性（接觸算法）的特性，對軟件非線性求解的能力有著較高的要求。<a href="/major/Abaqus因其優異的非線性求解器在海上風電工程中應用廣泛，同時軟件提供了二次開發程序的接口，允許用戶采用FORTRAN計算機語言編寫描述材料受力變形特性的子程序。筆者基于前人工作經驗，采用Abaqus 建立了砂土地基中循環承載工況下，大直徑單樁基礎、負壓筒基礎以及導管架基礎的有限元模型，編寫了海上風電基礎通用的USDFLD子程序與Abaqus 的求解器聯立求解，實現了砂土地基剛度的衰減，并分析了其受力變形、位移~荷載曲線以及土體剛度的發展規律，研究成果可為海上風電設計參考。
2. 砂土剛度衰減模型
3. 程序框架
4. 有限元模型
4.1計算工況
砂土剛度衰減模型程序是通用的二次開發程序，對各類結構形式的砂土地基都應得到較好的解答。
展開 HAWC2的應用與開發（1）軟件功能介紹
該程序主要是基于丹麥技術大學風能部門的氣動彈性設計項目開發的，已在眾多研究項目和工業應用中使用。HAWC2是以載荷計算為主體的仿真軟件，將外部條件與機組運行狀態相關聯。外部條件可包括風況、波浪、土壤特性的輸入，施加的載荷通過氣動、水動、結構等模型計算相互作用。</p><p>本欄目將針對HAWC2的功能介紹和實際操作進行詳細的教學，后續也會推出更多風電行業相關的技術教學。
CWP Offshore-中歐海上風電工程及裝備展覽會10月亮相北京
國際海上風電工程設備專業展示平臺
近年我國海上風電成長勢頭迅猛，新裝容量不斷刷新，而風電工程裝備作為海上風力發電的核心組成部分，因其對海上風力發電提供關鍵性支撐作用而備受矚目。正因如此，北京國際風能大會暨展覽會（CWP）各主辦單位將在CWP2018同期隆重推出CWP姊妹展——中歐海上風電工程及裝備展覽會（CWP offshore），旨在為海上風電發展搭建一個引領發展、促進交流、實現技術引進與產品交易的優質平臺。
設計仿真 | 海克斯康可再生能源（風電）行業技術研討會
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隨著風電行業的不斷發展和進步，中國風電已經進入大兆瓦時代，行業競爭也進入了新一輪技術競技和整合階段，風機設計開發過程中面臨著諸多商業和技術挑戰。
誠邀您參加2023年6月29至30日在海克斯康智慧產業園舉辦的海克斯康可再生能源（風電）行業技術研討會，海克斯康設計仿真專家團隊將與業界同行分享和探討我們在風電領域的全學科仿真解決方案、風機傳動鏈技術趨勢以及成功的工程案例。
期待您的參會！
風電增速箱鍛件制造技術及質量控制的研究
隨著近幾年風力發電的快速發展，服務于風電行業的風電增速傳動技術也得以高速發展，尤其以大兆瓦風電增速傳動技術的研究及應用最為引人注目。風電增速箱主要功能是將風輪在風力作用下產生的動力傳遞給發電機，通過其內部齒輪傳動增速，增速比可達50 ～100 倍，使其轉速達到發電機的額定轉速，供發電機能正常發電。增速箱在風力發電機組中屬于核心且故障率較高的部件，對機組的可靠性及使用周期具有較大影響，因此有效控制增速箱內部鍛件的制造質量，保證增速箱機械傳動的可靠性對風力發電機組的使用壽命具有重要意義。本文以我公司生產的一種5MW 增速箱軌道行星輪為例，總結闡述風電增速箱鍛件的制造及質量控制的技術要點。
風電增速箱的特點
為了使風電增速箱結構緊湊，降低傳動比，增加功率分流能力，目前一般采用兩級行星齒輪傳動或行星與平行軸齒輪組合傳動。其特點是：
⑴安裝空間狹小，要求產品設計的體積小、重量輕；
⑵受無規律的變向變負荷及強陣風的沖擊；
⑶常年受嚴寒酷暑、極端溫差、濕度及鹽分大(海上風電)的影響；
⑷安裝的區域交通不便，拆裝運輸不便；
⑸一旦出現較大故障，維修非常困難。
風電增速箱鍛件的制造要求
⑴由于風電機組工作條件的苛刻和特殊性，主機廠往往要求其無大修使用壽命為20 年，對其運行可靠性要求極高。目前已投入運行的增速箱，故障率十分高，輪齒折斷、斷軸、軸承失效、漏油等屢屢發生，其20 年的運行壽命令人擔憂。為保證增速箱的運行可靠性，對增速箱鍛件制造提出了更嚴格的質量要求，從原材料的成分控制、復驗、加熱、鍛造、熱處理、機加工等每一個工序都進行嚴格控制。
⑵風電增速箱鍛件原材料可采用模鑄錠和連鑄圓坯，對產品的性能有著至關重要的影響，必須嚴格控制原材料的成分、均勻性和氣體含量。
展開 揭秘CAE仿真技術在風電能源領域的應用
然而，相對于陸上風電，海上風電技術的發展尚處于初期應用階段。當前，近海風電技術與深遠海風電技術在發展進程上存在差異。近海風電技術已經逐漸展現出其競爭力，而深遠海風電技術剛剛進入市場，但尚未形成明顯的優勢。</p><p class="ql-align-center"><img src="https://pic4.zhimg.com/v2-3462187a9f1c1d4709fba296e25878c7_1440w.jpg" width="1080"></p><p class="ql-align-center">圖片來源：《中國碳中和目標下的風光技術展望》</p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"> 此外，仍有一些技術瓶頸有待解決，風能產業鏈部分環節對國外依賴度比較高，主要包括風資源分析、風電機組整機設計仿真等工程仿真軟件 ，關鍵軸承、變流器、控制器中的關鍵電子器件，碳纖維、巴沙木、潤滑劑等關鍵材料等。
展開 【技術】風電機組齒輪箱狀態監測及故障診斷
齒輪箱故障診斷功能通過大數據分析對齒輪箱故障特征進行訓練，實現齒輪箱故障診斷和提前預警，可以有效減少風電機組的故障停機，合理安排維修計劃，降低機組停機產生的損失，為風電的安全可靠穩定運行提供了重要的保障。
天洑軟件以挖掘數據價值為核心導向，以建立數字孿生模型為技術手段，打造工業各場景最可靠、最實用的產品應用，并針對行業特點提供定制化開發服務，用AI技術解決工業運維難題。
山船重工首個海上風電安裝平臺項目開工
11月26日，隨著第一塊鋼板的切割，中船重工101#海上風電安裝平臺W1000-1項目在大船集團山船重工正式開工。
該平臺為自升式風電安裝平臺，擁有多項創新專利和設計亮點，主要用于中國近海和沿海海域風電設備安裝。船長93米，船寬41米，型深7.0米，設計吃水4.8米。配置一臺最大起重能力1000噸，起重半徑25米的繞樁式回轉主吊機，最大吊高115米（距主甲板）和一臺最大起重能力350噸，起重半徑24米的繞樁式回轉吊機。生活區設置為五層，可滿足100人的生活居住。其作業功能主要包括海上風機塔筒、機艙、輪轂、葉片等部件的吊裝及存儲、攜帶等。
該項目的順利開工開啟了大船集團山船重工與中船重工（天津）海上風電工程技術有限公司戰略合作的新征程，對于大船集團山船重工進軍海上風電領域，不斷豐富和調整產品結構具有重要意義。
展開 研討會邀請 | 2024海克斯康Romax風電傳動技術研討會
海克斯康Romax風電傳動
技術研討會
海克斯康工業軟件誠邀您參加10月15日下午（CWP北京國際風能展前一天）在北京臨空皇冠假日酒店舉辦的海克斯康Romax風電傳動技術研討會，海克斯康Romax風電設計仿真專家和特邀嘉賓團隊將分享傳動鏈設計與仿真全流程解決方案及工程案例，以及Romax Wind仿真平臺24版全新功能和應用案例。我們期待與您共同探索風電傳動領域新技術和新發展！
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會議日程
全耦合一體化的風電機組仿真分析技術研討會
風電行業持續發展要求制造商研制功率越來越大、可靠性和效率越來越高的風電設備，而制造高可靠性的風電機組是一個巨大的挑戰，因為風電機組是承受瞬變空氣動力激勵的大型柔性結構，這些動態力可能會導致機械故障，如齒輪、軸承以及其它部件的失效和相關的疲勞損傷。
LMS 公司將其40 多年的有限元軟件開發經驗、20 多年的柔性機械系統仿真經驗和10 多年的風電機組設計經驗集成在一起，獨創了Samcef Wind Turbines系統。軟件創新性地采用基于非線性有限元理論模擬柔性多體動力學系統、基于動量-葉素理論來表征空氣動力學并與控制系統相聯的全耦合、一體化方法，來構建包含部件柔性、非線性及部件之間（包含機電系統之間）相互作用的參數化高精度整機模型，從而充分考慮部件柔性、非線性及部件之間、機電系統之間的耦合作用。依靠全耦合一體化的參數化高精度整機模型，可以幫助風電機組廠商得到更加精確的動態載荷和結構響應，進而優化風電機組結構和控制系統設計，提高風電機組設計可靠性。
為推動風電機組高精度一體化仿真設計解決方案的應用，提升中國風電行業自主研發技術，中國風能協會與比利時LMS 公司將聯合主辦“2014 風電機組仿真與設計整體解決方案技術研討會”，將在2013 年研討會的基礎上，進一步分享LMS 在風電機組仿真分析方面的創新解決方案及工程項目經驗，并就如何提升風電機組可靠性方面進行交流。
展開 
揭秘CAE仿真技術在風電能源領域的應用
眾所周知，風能是清潔能源的代表，而風電更是其核心。伴隨著全球電力需求的日益增長以及環保節能意識的逐漸加強，加強生態文明建設，推進綠色低碳發展，已成為當今社會的共識。政府工作報告提到，過去一年可再生能源發電裝機規模歷史性超過火電，全年新增裝機超過全球一半。2024年，政府將加強大型光伏基地和外送通道建設，推動分布式能源開發利用，促進綠電使用，確保經濟社會發展用能需求。
圖片來源：網絡
發展新質生產力已成為國家級戰略，站在新起點上，風電能源行業迎來新的歷史機遇。CAE仿真技術在行業發展中發揮著越來越重要的作用。
風電行業的“卡脖子”技術
風力發電涉及多個學科領域的交叉，如空氣動力學、機械設計制造、電氣工程、自動化控制、材料科學以及海洋工程等。經過三十余年的持續發展，當前我國陸上風電技術已經發展至相對成熟的階段，并具備一定市場規模。然而，相對于陸上風電，海上風電技術的發展尚處于初期應用階段。當前，近海風電技術與深遠海風電技術在發展進程上存在差異。近海風電技術已經逐漸展現出其競爭力，而深遠海風電技術剛剛進入市場，但尚未形成明顯的優勢。
圖片來源：《中國碳中和目標下的風光技術展望》
此外，仍有一些技術瓶頸有待解決，風能產業鏈部分環節對國外依賴度比較高，主要包括風資源分析、風電機組整機設計仿真等工程仿真軟件 ，關鍵軸承、變流器、控制器中的關鍵電子器件，碳纖維、巴沙木、潤滑劑等關鍵材料等。其中較為突出的有幾個方面：
圖片來源：《中國碳中和目標下的風光技術展望》
在風能領域，風電機組整機設計仿真軟件、有限元分析軟件、CAD軟件、數值計算軟件以及風電場開發設計等仿真軟件的應用，高度依賴于國外企業。 目前國內已開展相關軟件研究，但尚未達到商業軟件層面。
展開 2014年4月3日全耦合一體化的風電機組仿真分析技術研討會
Date
03 Apr 2014
Event Type
Seminar
LMS Office
LMS China
Country
China
Place
北京
Participation fee
免費
風電行業持續發展要求制造商研制功率越來越大、可靠性和效率越來越高的風電設備，而制造高可靠性的風電機組是一個巨大的挑戰，因為風電機組是承受瞬變空氣動力激勵的大型柔性結構，這些動態力可能會導致機械故障，如齒輪、軸承以及其它部件的失效和相關的疲勞損傷。
LMS公司將其40 多年的有限元軟件開發經驗、20 多年的柔性機械系統仿真經驗和10 多年的風電機組設計經驗集成在一起，獨創了Samcef Wind Turbines系統。軟件創新性地采用基于非線性有限元理論模擬柔性多體動力學系統、基于動量-葉素理論來表征空氣動力學并與控制系統相聯的全耦合、一體化方法，來構建包含部件柔性、非線性及部件之間（包含機電系統之間）相互作用的參數化高精度整機模型，從而充分考慮部件柔性、非線性及部件之間、機電系統之間的耦合作用。依靠全耦合一體化的參數化高精度整機模型，可以幫助風電機組廠商得到更加精確的動態載荷和結構響應，進而優化風電機組結構和控制系統設計，提高風電機組設計可靠性。
為推動風電機組高精度一體化仿真設計解決方案的應用，提升中國風電行業自主研發技術，中國風能協會與比利時LMS 公司將聯合主辦“2014 風電機組仿真與設計整體解決方案技術研討會”，將在2013 年研討會的基礎上，進一步分享LMS 在風電機組仿真分析方面的創新解決方案及工程項目經驗，并就如何提升風電機組可靠性方面進行交流。
展開 在風電設備測試、工程機械總裝、重型工裝定點等工業場景中，T型槽鐵地板常年面臨重載沖擊、高頻振動、多工況切換等“狠活”挑戰。越是嚴苛的作業環境
三、實操價值驗證
某風電設備企業用普通鐵地板進行40噸設備測試時，振動沖擊導致精度快衰減，測試數據偏差達1.2%；更換QT600材質重型T型槽鐵地板后，連續3000小時高頻振動測試，平面度偏差始終≤0.03mm/m，測試數據重復性達99.5%。某重工企業選用T型槽鐵地板用于60噸工程機械底盤裝配，長期重載下臺面無變形，裝配不好率從8%降至1.1%，顯著提升生產效率。
綜上，T型槽鐵地板之所以能在“狠活”挑戰下穩控精度與承重，核心在于材質、結構、工藝的三重硬核支撐。其打破了精度與承重的矛盾壁壘，成為嚴苛工業場景的核心基礎裝備。在制造業向高精度、重載化轉型的趨勢下，選對T型槽鐵地板，才能真正實現“挑戰越狠，作業越穩”，為企業提升核心競爭力筑牢基礎。
展開 關于推薦和申報2021年上海土木工程科學技術獎、2021年上海市土木工程學會工程獎的通知
學會各專業委員會、各團體會員單位：
根據學會工作計劃，啟動2021年上海土木工程科學技術獎、2021年上海市土木工程學會工程獎推評工作。今年將繼續采用網上申報形式與紙質版申報相結合辦法，評選將按照“推薦申報―形式審查―專業預評―會議評審―理事會核準―公示―頒獎”的程序進行。現將推薦和申報辦法通知如下，請各相關單位協助做好推薦和申報工作。
一、上海土木工程科學技術獎
（一）科技進步獎
1. 推薦對象：在本市從事土木工程科學研究、技術發明、技術開發、成果轉化和產業化等科技創新活動中，形成的擁有自主知識產權的科技成果，及做出突出貢獻的上海市土木工程學會會員和團體會員。
2. 評審分組、范圍與條件：科技進步獎申報按專業分為建筑工程技術、交通工程技術、地下工程技術和綜合工程 4 個評審組。建筑工程包括高層、超高層、大型公共建筑等工程技術。交通工程包括道路、橋梁、鐵路、軌道交通等工程技術。地下工程包括地下建筑、水下、巖土、隧道、地下管道等工程技術。綜合工程包括給排水、燃氣、工程材料、工程管理、計算機應用等技術。
3. 申報單位條件：
申報單位必須是該工程項目在技術創新與先進科技成果應用方面的主要完成單位，同時必須是我會團體會員。
第一申報單位負責組織并協調各參與單位，申報書須經各參與單位簽字蓋章后方能生效，并由第一申報單位負責報送上海市土木工程學會。
4. 成果登記：凡推薦申報土木工程科技進步獎的項目，須已辦理相關科技成果登記手續。
（二）科技英才獎
候選人應在土木工程學研究、技術開發與產業化、企業創新創業中做出突出貢獻，并且未滿四十五周歲（1975 年 1 月 1 日以后出生）。
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