2013年10月16日下午,北京國際風能暨展覽會——風電機組技術。上海電氣風能有限公司塔架項目經理唐亮演講:風電機組軸系扭矩振蕩案例分析與研究。以下是全文:
唐亮:大家好,我們這個報告主要是針對非常具體的案例,我們怎么來分析處理的。在我們風電發展過程中,碰到過一個謠言就是風機振蕩問題。我的介紹主要分三個方面,第一個是我們振動情況的大概介紹,以及我們分析其他振動的主要特征。第二作為振動來說,和結構特性和振動源兩方面相關的,所以我們兩個主要方向就是從這兩方面進行著手處理的。最后就是我們的原因分析和最終的處理方案。當時我們在現場是這樣的,當時他們觀察到風機有一個非常明顯的振動了,我們當時總結了一下,我作為初步的分析,這個振動具有四個方面的特征。
第一,這個振動在我們風場所有風機都發生了,而且發生的是非常普遍的。第二我們振動有方向性,而且非常明顯。第三工況都是相似的工況,第四跟頻率是不同步的。
這是我們當時做的風機振動的統計,當時已經安裝的是9臺機組,我們只列出了10天之內,我們統計出來振動情況,大概是最多的一天發生了20幾次。這個是我們按照機組的情況,做的分別的統計,可以看出來,所有的機組在不同的時間都發生過這個問題。關于振動的方向性,我們當時目測觀察的時候在機艙橫向,振動強度大于前后方向,我們做了實際測試,這個是測試結果。很明顯的看到,紅色就是橫向,藍線就是前后發生的加速度的情況,這個就說明橫向振動強度大于前后振動強度。
我們把發生振動情況的幾個主要參數做了一個記錄,我們可以看到,發生振動的時候,基本上功率還有風速和轉速都在一個比較固定的范圍。這個也是我們后續分析的重點,我們當時著重分析,為什么出現這種情況。第四個的話就是我們住里還注意到一個比較有趣的現象就是說,實際上在振動的時候,跟風輪的轉速頻率是有很大差別的。
因為我們一開始懷疑是因為我們機組的結構頻率和風輪EP沒有充分的間隔嘛,但是實際上后面我們發現的,剛才視頻上是13秒振動4個周期,這樣的話,我們振動頻率是0.31赫茲。風輪在發生振動的時候是0.23,塔架基頻是0.31。可以得出結論,風輪EP不是發生塔架振動的基地源,我們可以得到一個基本結論就是發生了共振情況。
這個振動發展是非常的迅速,當時我們目測的時候,10分鐘之內,振動加速度的有效值從0直接到0.28,就是2.8米2次方秒。作為我們當時第一步分析的基礎來說的話,振動的話,我們認為就是說,只是跟兩個方面有關系,這兩個方面也是我們分析的兩個主要方向,第一個是我們振動的一個激勵源,因為沒有激勵源肯定不能會發生振動的。第二個我們機組的整體結構特性。因為機組結構特性跟振動源,沒有剛好匹配的話,可能會發生共振的問題。這里的話,就是說我們風機設計的時候,為什么塔架基批要避開EP。這兩個共同決定振動的特性。我們當時確定這兩個方向作為我們分析的重點。