1.3 增速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于增速型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的諸多優(yōu)點(diǎn)，該類風(fēng)力發(fā)電機(jī)組目前已成為國(guó)際上發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的機(jī)型。

1.3.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)方法

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)制造過(guò)程包括概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工廠總裝、吊裝調(diào)試、運(yùn)行測(cè)試等階段。根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)過(guò)程及各階段設(shè)計(jì)內(nèi)容，結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組制造企業(yè)在氣動(dòng)載荷計(jì)算、機(jī)組設(shè)計(jì)與建模、結(jié)構(gòu)分析和控制仿真等業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的實(shí)際情況，本書提出了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)方法，具體流程如圖1-5所示。

該流程將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)工作分為三個(gè)主要環(huán)節(jié)，即概念設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)。

概念設(shè)計(jì)階段通過(guò)質(zhì)量功能配置，將用戶對(duì)機(jī)組的需求轉(zhuǎn)化為機(jī)組性能參數(shù)；然后從雙饋式、直驅(qū)式、半直驅(qū)式等機(jī)型中選擇具體型式，完成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的總體型式設(shè)計(jì)，再確定傳動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成及布局方案。

初步設(shè)計(jì)階段分為四個(gè)環(huán)節(jié)，即選型與設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)性能分析、結(jié)構(gòu)布局分析和系統(tǒng)參數(shù)校驗(yàn)等環(huán)節(jié)。對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)而言，若分析結(jié)果不符合設(shè)計(jì)要求，將校驗(yàn)結(jié)論向選型和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)反饋，三個(gè)環(huán)節(jié)共有三次反饋，反饋環(huán)節(jié)相互交錯(cuò)，使初步設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)閉環(huán)目標(biāo)。

在初步設(shè)計(jì)合格之后，詳細(xì)繪制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)計(jì)說(shuō)明書及安裝和運(yùn)維手冊(cè)。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)流程使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在滿足結(jié)構(gòu)和部件的力學(xué)性能要求、總體布局合理性要求及總體經(jīng)濟(jì)性要求的條件下，使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)更為優(yōu)化、設(shè)計(jì)周期更短。該流程將機(jī)械系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)的選型和設(shè)計(jì)工作并行開展，能夠縮短一定的工期。

1.3.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一體化建模方法

現(xiàn)代風(fēng)電企業(yè)大多采用數(shù)字化設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)和開發(fā)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，用軟件設(shè)計(jì)機(jī)組可以有效提高效率。本書提出風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一體化建模方法，即以多學(xué)科協(xié)同設(shè)計(jì)流程為基礎(chǔ)，利用現(xiàn)代化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程中各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)集成，用人機(jī)結(jié)合的方法對(duì)各個(gè)業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行解耦，對(duì)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化。圖1-6為該方法的示意圖。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一體化設(shè)計(jì)方案包括模型和參數(shù)兩個(gè)層面，分別向仿真分析、結(jié)構(gòu)力學(xué)分析、布局分析、經(jīng)濟(jì)性分析等環(huán)節(jié)做投影視圖，形成針對(duì)不同環(huán)節(jié)的模型和數(shù)據(jù)視圖。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一體化建模方案從風(fēng)力發(fā)電機(jī)組及其部件的選型設(shè)計(jì)開始，并以設(shè)計(jì)選型產(chǎn)生的參數(shù)和模型為核心，根據(jù)不同轉(zhuǎn)換規(guī)則進(jìn)行映射。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一體化建模方案的采用，使大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)、分析及優(yōu)化過(guò)程在數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)了集成。

由于集成的模型和參數(shù)具有高相關(guān)性，造成各個(gè)環(huán)節(jié)任務(wù)強(qiáng)耦合，因此普通優(yōu)化方法難以快速形成收斂的優(yōu)化解決方案，可用人機(jī)結(jié)合的方法予以尋優(yōu)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理工具可在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)多工位、多環(huán)節(jié)、多部門即時(shí)互聯(lián)互通，是實(shí)現(xiàn)人工干預(yù)和約束下的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組多目標(biāo)優(yōu)化的有力工具。