基于极值理论的风电机组极端载荷分析

【摘要】：风电机组在运行中的过载会给风电场的安全运营带来隐患。随着时间的推移,风电机组中轴承的磨损、叶片的老化或者共振的出现都可能会导致极端载荷的出现,从而发生过载并导致整个机组的毁坏。所以,通常需要估计N年一遇极端载荷来确定风电机组在此期间的安全性。因此,必须研究机组极端载荷的估算方法以确定有效的控制方法。极值理论在其他领域已经日趋成熟,具有很高的可信度,将其用于风电机组极端载荷的估计可以更好的进行风电机组的设计,使风电机组具有较好的经济性和安全性；分析极端载荷对风电机组安全性的影响以及不同控制策略对极端载荷的影响,在为风电机组参数设计提供依据的同时可以更好的确定较优的控制策略以保证风电机组的安全运行,防止由过载造成的整个风电机组的损坏,对风电机组的安全运行具有重要意义。论文的主要工作有：(1)依据经典极值理论,计算和分析不同湍流模型下风电机组的载荷,估计风电机组极端载荷发生的风速区间和数值。(2)对于POT模型,提出了新的比较简单的数据筛选方法,并验证其可靠性。(3)对比分析了在不同控制策略下的极端载荷,确定不同控制策略对风电机组极端载荷的影响。(4)用极值模型对现场载荷数据进行处理分析,得到实际的风电机组运行的极端载荷。 【关键词】：极值理论 极端载荷 分布类型 参数估计
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 国外发展现状10-11
• 1.2.2 国内发展现状11-12
• 1.3 研究内容12-14
• 1.3.1 研究目的12
• 1.3.2 研究内容12-14
• 第2章 湍流风下的机组载荷14-20
• 2.1 湍流模型14-16
• 2.1.1 Mann均匀切变模型15-16
• 2.1.2 Kaimal谱和指数相干模型16
• 2.2 风电机组的载荷16-19
• 2.2.1 载荷坐标系17-18
• 2.2.2 水平轴风电机组载荷计算18-19
• 2.3 本章小结19-20
• 第3章 极值理论20-31
• 3.1 广义极值分布20-21
• 3.2 广义Pareto分布21-23
• 3.2.1 广义Pareto分布22
• 3.2.2 POT模型22-23
• 3.3 几种估计方法23-30
• 3.3.1 最大似然估计23-25
• 3.3.2 最小二乘估计25-27
• 3.3.3 矩方法估计27-30
• 3.4 本章小结30-31
• 第4章 数据分析31-53
• 4.1 模拟数据来源31
• 4.2 最大值模型下的极端载荷31-41
• 4.2.1 塔架推力F_x32-39
• 4.2.2 塔架推力39-41
• 4.3 POT模型下的极端载荷41-48
• 4.4 控制策略对载荷的影响48-49
• 4.5 实际载荷与模拟载荷的对比分析49-52
• 4.5.1 塔架载荷F_x的计算49-50
• 4.5.2 2MW机组的实测数据50-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 结论与展望53-55
• 5.1 结论53
• 5.2 创新点53
• 5.3 展望53-55
• 参考文献55-58
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果58-59
• 致谢59

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