考虑风速风向联合概率分布的风电塔筒结构风致疲劳寿命评估

作     者：李万润 郭赛聪 张广隶 杜永峰 Li Wanrun;Guo Saicong;Zhang Guangli;Du Yongfeng

作者机构：兰州理工大学防震减灾研究所兰州730050 兰州理工大学土木工程学院兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心兰州730050 

出 版 物：《太阳能学报》 (Acta Energiae Solaris Sinica)

年 卷 期：2022年第43卷第5期

页      面：278-286页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 080704[工学-流体机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0813[工学-建筑学] 

基　　金：国家自然科学基金(51568041,51908266) 甘肃省土木工程减震隔震国际科技合作基地定向开放基金(GII2018-N04) 甘肃省土木建筑学会青年科技托举人才项目 兰州理工大学红柳优秀青年基金 

主　　题：风力机 疲劳寿命 风速 塔筒 风向 联合概率分布 

摘      要：针对风向对风力机塔筒疲劳产生影响的问题,基于实测数据对考虑风速风向联合概率分布的风电塔筒结构的风致疲劳寿命展开研究。首先结合甘肃安西地区37 a的实测风速风向数据,给出风速风向联合概率分布。然后利用主S-N曲线法分别对不同风向和不同风速下风力机塔架结构法兰及门洞区域的响应规律进行分析。最后考虑风速风向联合概率分布,对风电塔筒结构风致疲劳寿命展开研究。结果表明:门洞朝向与风轮朝向的夹角变化和风速的改变均对风电塔筒的风致疲劳寿命有一定影响,其中门洞朝向与风轮朝向夹角为225°时疲劳寿命最长,风速为10~14 m/s时疲劳寿命变化幅度最大;考虑风速风向联合概率分布能更准确地计算风力机结构的风致疲劳寿命,且以此为依据对门洞朝向进行调整可延长其疲劳寿命,因此建议对风电塔架进行设计时,应考虑风电场所在地区的风速风向联合概率分布。