工程熱物理所風電機組整機結構系統(tǒng)研究取得新進展

為保障風電機組在不同工況下安全可靠運行，整機結構需要具備足夠的結構強度。在某些小概率極端載荷（如超強臺風）作用下，風電機組的結構破壞在所難免。由于風電機組整機是由包括多種結構構件（如葉片、塔筒、基礎）和機械構件（如發(fā)電機、齒輪箱、偏航和變槳系統(tǒng)等）組成的相互聯(lián)系的工程設備，如何在發(fā)生極端破壞事件的情況下，合理調控風電機組結構破壞過程，有效規(guī)避災難性破壞模式的產(chǎn)生，減少破壞損失并降低后續(xù)維修成本具有重要意義。
　　針對這一問題，中國科學院工程熱物理研究所國家能源風電葉片研發(fā)（實驗）中心研究人員創(chuàng)新地將結構工程中的“強柱弱梁”(strong column-weak beam)設計概念引入到風電機組整機結構系統(tǒng)，通過全面的氣彈和結構分析，揭示了風輪葉片破壞對整機的熔斷保護作用（fuse protective function）；結合實際風電機組在極端風況下的破壞情況，闡明了不同停機姿態(tài)對風電機組整機破壞的影響機制；研究成果指出現(xiàn)行的風電機組國際設計規(guī)范（IEC 61400-1）對不同構件重要度的等級劃分需要進行調整，給出了相應分項系數(shù)的修正建議。相關研究成果已發(fā)表在國際學術期刊Engineering Failure Analysis上，研究工作得到國家自然科學基金項目和教育部留學回國人員啟動基金支持。