基于頻率控制的多約束風(fēng)電塔優(yōu)化方法

程 耿 東， 徐 向 東， 劉 曉 峰

( 1.大連理工大學(xué) 工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧 大連 116024；2.北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司， 北京 100176 )

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基于頻率控制的多約束風(fēng)電塔優(yōu)化方法

程 耿 東*1， 徐 向 東1， 劉 曉 峰2

( 1.大連理工大學(xué) 工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 遼寧 大連 116024；2.北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)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(fēng)電塔優(yōu)化方法．塔架簡(jiǎn)化成懸臂梁結(jié)構(gòu)，其橫截面參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，以最小化材料體積為目標(biāo)函數(shù)，按照將塔架設(shè)計(jì)成剛-剛或剛-柔或柔-柔不同類(lèi)型的要求設(shè)定塔架的固有頻率約束，采用專業(yè)軟件Bladed計(jì)算風(fēng)荷載，按照風(fēng)電塔規(guī)范考慮強(qiáng)度、穩(wěn)定性和疲勞等約束，這使得優(yōu)化結(jié)構(gòu)更符合實(shí)際設(shè)計(jì)．考慮到采用Bladed荷載計(jì)算工作量很大，整個(gè)優(yōu)化過(guò)程分為幾個(gè)階段，在每個(gè)階段的開(kāi)始，以前一個(gè)階段的優(yōu)化設(shè)計(jì)作為初始設(shè)計(jì)，并重新計(jì)算結(jié)構(gòu)荷載，在該階段內(nèi)于固定荷載下用移動(dòng)漸近線法(MMA)求解優(yōu)化問(wèn)題改進(jìn)設(shè)計(jì)，所需的固有頻率、強(qiáng)度及疲勞約束靈敏度采用解析法獲得．對(duì)一現(xiàn)有塔架進(jìn)行優(yōu)化以說(shuō)明方法的有效性．根據(jù)塔架固有頻率和風(fēng)機(jī)工作轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，發(fā)展了高風(fēng)電塔的分類(lèi)．在此基礎(chǔ)上，結(jié)合提出的優(yōu)化方法，可以幫助設(shè)計(jì)者判定在指定高度和機(jī)型下哪種類(lèi)型塔架更合適，為塔架概念設(shè)計(jì)提供有價(jià)值的參考．

風(fēng)電塔；優(yōu)化設(shè)計(jì)；多約束

0 引 言

隨著世界經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源危機(jī)和環(huán)……