外文翻译(基于特定动态方法的海上风力发电转换器的优化设计)

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1、毕业设计英文资料(译文)姓名：学号：院（系）：专业：指导教师：年月日1999年欧洲风能会展(EWEC99),3月1-5日,1999年,法国尼斯基于特定动态方法的海上风力发电转换器的优化设计M.Kühn荷兰代尔夫特理工大学风能研究所荷兰代尔夫特Stevinweg路1号2628电话：+31152785170传真：+31152785347Email:m.kuehn@ct.tudelft.nlwww.ct.tudelft.nl/windenergy/ivwhome.htm摘要：在设计过程的连续阶段，调整海上风能转

2、换器的动态环境可以提供一个有效的优化设计。考虑到由风力和海浪混合引起的特定疲劳问题，两种简化的方法被提出，并且被证明在综合的、非线性时间领域的模拟太繁琐时非常适合早期的设计阶段。这使得通过叠加频域液动疲劳和时域气动疲劳的独立分析来使用来自风能和海上技术领域的标准设计工具成为可能。关键词：近海优化动力模型疲劳1、简介对于在成本上具有竞争力的大规模的海上风能电场来说，很重要的一步在于应用考虑到整个系统的综合设计方法，其中系统包括单独的海上风能转化器（OWEC）、电网连接、操作和维护等方面。在这种方法下，设计过

3、程被整个系统的主要方面控制，比如能量损耗、电力质量和持续性以及系统稳定性。考虑到海上风能转换器，也就是支持结构和风电机组，整个动态特性就是一个重要的设计准则。在Opti-OWECS项目[1]中，一个综合设计方法被证明可行，而且通过调整OWEC动态性能而优化了设计。表Ⅰ介绍了经济表现，但也有包含在设计计算中的花费是如何在三种不同概念的OWEC的持续发展中增加的。在计划中，只有强大但昂贵的综合非线性时域模拟的方法是可行的，而且明显的是，我们需要能处理复杂程度不同的整个OWEC的分析工具。考虑到由风力和海浪复合

4、载荷引起的特定疲劳问题，本论文提出了两种方法并且用例子介绍了它们中的每一种。如果想得到公司背景和全面详细的细节，读者可以参考[2]。表ⅠOWEC概念的比较GBS软硬单塔式软硬单桩式软软单桩式设计动因极端风浪气动疲劳气动和液动疲劳，刚度支撑结构价格100%50%40%能源价格100%85%80%2、OWEC动态系统要点从设计工作的一开始就应该考虑整个动态情况。明显的是，所应用的模型和研究的扩展在一开始就会受到限制并且在接近结尾时会变得复杂。在每种情况下，我们不得不注意许多方面，特别是有关OWEC的。因为篇幅

5、的限制，这里只能简要地描述下这些问题，而本文的剩下部分将主要处理由风和海浪复合载荷引起的疲劳。尽管如此，重要的是，要记住一个成功的设计过程需要对所有涉及的方面均衡处理。（1）环境描述一般来说，海上地点的环境条件与陆地上的有很大的不同。风和海浪条件（如图1）定向特征依据风浪区，粗糙度和水深的变化而描述。因此，在设计过程中，对于每个被考虑的地点，一系列特定的环境条件必须确定和推敲。高质量的相关环境条件数据库是非常有用的[3]。海浪高度/m654321005101520253060米高度每小时风速[m/s]图1

6、：北荷兰海两个方向区域的环境状态参数和疲劳分析总的载荷情况散点图（2）动态特性支撑结构的固有频率和模型振态强烈地影响系统对疲劳和极端条件的气动液动响应。刚度及刚度分布的优化可以提高技术和经济表现[4]。（3）气动阻尼海浪引起的OWEC响应因为转子的运作而减弱。这种所谓的气动阻尼是支撑结构和风电机组之间的一种相互作用，并且主要只影响首尾运动和先弯曲的模型。尽管这种效果可以定性用气动弹性理论解释，但有些参数会有复杂的影响。一方面，软的轻的支撑结构可能提供更高的气动阻尼，另一方面，这种设计也更容易产生液动疲劳，

7、这就再一次使得足够气动阻尼的存在显得非常重要。（4）基础的不确定性甚至在现场调查后，相当的关于基础刚度的不确定性保留着，这可能会和波浪或者周期性转子激励产生共振。设计计算应该考虑第一个固有频率的范围，而且在设计参数时，支撑结构应该设计的尽可能对错误敏感。（5）风浪响应由前面的工作知道，风电机组（即机舱和转子）几乎不受海浪载荷的影响。相响，支撑结构同时受到风载荷和海浪载荷的影响，其比例由工作地点、设计和运作条件决定。对于风和海浪之间关联以及风电机组和支撑结构之间相互作用的正确考量需要精确的设计工具。3、分析

8、工具3.1“认证”方法：综合非线性时域模拟最严密的方法由整个OWEC的非线性时域模拟给出，其中包括气动弹性的、结构的、液动的和地质工艺的行为以及和电转换器系统和控制器的相互作用。这方法在这被指为认证方法是因为它对于最后设计阶段的潜在精确性和适应性。但是，在已存在的风电机组设计工具的拓展程度和计算能力上，这种强大设计方法的代价是非常高的。在时域疲劳分析的统计传播只能被随机响应长的表示法充分减少[5]。3.2简化分析方法的背景风浪