基于頻率控制的多約束風電塔優化方法

程 耿 東， 徐 向 東， 劉 曉 峰

( 1.大連理工大學 工業裝備結構分析國家重點實驗室, 遼寧 大連 116024；2.北京金風科創風電設備有限公司， 北京 100176 )

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基于頻率控制的多約束風電塔優化方法

程 耿 東*1， 徐 向 東1， 劉 曉 峰2

( 1.大連理工大學 工業裝備結構分析國家重點實驗室, 遼寧 大連 116024；2.北京金風科創風電設備有限公司， 北京 100176 )

提出了基于頻率控制的多約束單管型風電塔優化方法．塔架簡化成懸臂梁結構，其橫截面參數作為設計變量，以最小化材料體積為目標函數，按照將塔架設計成剛-剛或剛-柔或柔-柔不同類型的要求設定塔架的固有頻率約束，采用專業軟件Bladed計算風荷載，按照風電塔規范考慮強度、穩定性和疲勞等約束，這使得優化結構更符合實際設計．考慮到采用Bladed荷載計算工作量很大，整個優化過程分為幾個階段，在每個階段的開始，以前一個階段的優化設計作為初始設計，并重新計算結構荷載，在該階段內于固定荷載下用移動漸近線法(MMA)求解優化問題改進設計，所需的固有頻率、強度及疲勞約束靈敏度采用解析法獲得．對一現有塔架進行優化以說明方法的有效性．根據塔架固有頻率和風機工作轉速之間的關系，發展了高風電塔的分類．在此基礎上，結合提出的優化方法，可以幫助設計者判定在指定高度和機型下哪種類型塔架更合適，為塔架概念設計提供有價值的參考．

風電塔；優化設計；多約束

0 引 言

隨著世界經濟的快速發展，能源危機和環……