參數化高精度整機模型對風電機組設計的意義

　　1 當前風電機組設計流程中存在的問題
　　目前在風電機組設計中存在很多問題，其中一個典型的現象是設計流程上的脫節。例如一個標準的主軸承，盡管其在靜力和疲勞分析中被認為具有至少20 年的壽命，而且在其他機型上使用狀態良好，卻在新機型使用一兩年后發生失效。問題不在于靜力和疲勞分析本身，而在于負責載荷分析和結構設計的部門在設計流程上發生了脫節，雙方在設計時都不得不進行大量的假設，而這些假設往往是不合適的。另一種典型的研發流程脫節現象發生在控制程序設計和結構設計中，控制程序的設計人員必須假設給定載荷工況下的結構響應是真實的，然而不幸的是，結構部門經常采用的剛性結構運動仿真手段并無法給出真實的結構響應。
　　風電機組是承受瞬態空氣動力學激勵的大型柔性機電系統（包含柔性部件、連接和控制系統），各部件之間相互作用，彼此影響。風電機組設計必須將各個部件和各個系統之間的各種耦合效應考慮在內。然而，目前市場上主流的設計流程無法精確地對這些耦合效應進行評估。
　　2 參數化高精度整機模型的創新解決方案
　　綜合以上分析，風電機組制造制造商迫切需要一個能夠充分考慮風電機組各個系統之間相互作用的高精度一體化的仿真設計解決方案。Samcef for Wind Turbine(S4WT) 系統，定位于風電機組系統的正向設計解決方案，在風電機組系統的整個開發周期中( 包括概念設計、詳細設計、原型或改型機開發、認證、故障診斷等) 提供一個參數化的高精度仿真模型，從而將原本脫節的設計流程關聯起來。這一創新的設計方法已經在歐洲、韓國等地區獲得了許多企業的認可，例如Alstom Power，Repower 和Areva 等知名風電機組制造商。

圖1 S4WT參數化高精度整機模型的創新解決方案