基于物理机制的风力发电高塔系统旋转样本功率谱研究

为考虑桨叶的旋转效应,研究风力发电高塔系统旋转样本谱问题。首先,针对风力发电机旋转坐标系推导固定点风速功率谱物理模型,构建旋转样本谱源谱。在掌握旋转样本谱物理机制的基础上,对相干函数进行Fourier展开,借助δ函数的性质,从频域的角度出发建立一种旋转样本谱物理模型,有效解决了旋转桨叶荷载施加问题。以典型的1.25MW三桨叶变桨距风力发电高塔系统为例进行分析。研究表明,与经典紊流风谱相比,旋转样本谱的能量分布发生了根本的变化,其能量由低频向高频移动,在高频段曲线会出现多峰情况。随着计算点半径的增加,能量转移现象趋于显著。平均风速的增加会导致能量在各频率处分布更为均匀,谱峰形状趋于丰满。