风电机组载荷计算指标
风力发电机组载荷计算
• 运输、组装、维护和修理
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风力发电机组载荷计算
故障工况
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风力发电机组载荷计算 • 疲劳载荷谱
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.sim a [] 2 2 2 2 w B I15 [] 0.16 0.16 0.16 0.16
wwa [] 3 3 3 3
S
由设计 者规定 各参数
注： Vref：轮毂处参考风速 Vave：轮毂处平均风速 I15：风速15m/s时的湍流强度 a: 斜度参数
风力发电机组载荷计算
载荷计算使用的坐标系
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风力发电机组载荷计算
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风力发电机组设计等级
（IEC614001：1999）
m 级别 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ r.co Vref [m/s] 50 42.5 37.5 30 ola Vave [m/s] 10 8.5 7.5 6 os A I15 [] 0.18 0.18 0.18 0.18
•风
• • • • • •
空叶控传电塔气片制动力架动 动 系 系 动力力统统力学学动学w力w学
• 基础
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风力发电机组载荷计算
风力发电机组载荷计算标准
风力发电机整机性能评估与载荷计算的研究
三、研究展望
随着风力发电技术的不断发展，对风力发电机整机性能评估和载荷计算的研究 也将持续深入。未来研究可以下几个方面：
1、性能评估模型的优化：为了更准确、全面地评估风力发电机的性能，需要 进一步优化性能评估模型，考虑更多影响因素，提高评估精度。
2、载荷计算的精细化：针对不同地区、不同型号的风力发电机，开展更为精 细化的载荷计算，以适应不同环境下的运行需求。
3、维护保养优化：定期对风力发电机进行维护保养可以确保其正常运行，延 长使用寿命。优化维护保养方案可以提高维护效率，减少维护成本。
三、结论
风力发电机性能的优化对于提高风能利用率、降低能源成本、减少环境污染等 方面具有重要意义。通过叶片设计优化、控制系统优化和维护保养优化等措施， 可以实现风力发电机性能的全面提升，为可再生能源的发展提供更好的技术支 持。
1、风载计算
风载是风力发电机运行过程中所承受的主要载荷。风载计算主要是根据风速、 风向等气象数据，结合风力发电机的外形尺寸、迎风面积等参数，计算出风力 发电机所承受的风载。
2、疲劳载荷计算
疲劳载荷是由于风力发电机在运行过程中，反复承受风载、转速等因素引起的 交变应力而产生的。疲劳载荷计算主要是通过分析风力发电机的运行特性和结 构特性，结合疲劳试验数据，计算出风力发电机的疲劳载荷。
二、风力发电机性能优化的措施
1、叶片设计优化：叶片是风力发电机的重要组成部分，其设计对于风能利用 率和发电效率具有重要影响。优化叶片设计可以提高叶片的捕风能力，从而提 高风能利用率和发电效率。
2、控制系统优化：控制系统是风力发电机的关键部分，其性能直接影响风力 发电机的运行效率和稳定性。优化控制系统可以提高风力发电机的响应速度和 稳定性，减少能源损失。
风力发电机组的载荷特征及计算
还 有 适 用 于 海 上 风 力 发 电 机 组 的 标 准 和 规 范 ，如 ：
收 稿 日 期 ：２０１２－０１－０５； 修 回 日 期 ：２０１２－０１－１２ 作者简介：高俊云 （１９６５－），男，山西晋中人，教授级高级工程师，硕士，研究方向：机械动态测试与分 析、 机 械 故 障 诊 断 及 风 力 发 电 机 组 计 算
图 ３ ＧＨ Ｂｌａｄｅｄ 软 件 菜 单 模 块 和 计 算 模 块
（下 转 第 ２０８ 页 ）
· ２０８ ·
机 械 工 程 与 自 动 化 ２０１２年第３期
得到了广泛应用。该工艺通过涂覆金属表面来提高表 面的抗磨和耐蚀性。香海热电厂锅炉超音速电弧喷涂 ＳＣＺ３６涂层水冷壁管经 过 长 期 运 行，外 观 检 查 涂 层 完 好 ，未 见 裂 纹 、脱 落 和 磨 损 等 宏 观 缺 陷 。
参考文献： ［１］ 王学武．金属表面处理技术［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００９． ［２］ 金国，徐滨 士，王 海 斗，等．电 热 爆 炸 喷 涂 ＷＣ／Ｃｏ涂 层 组
织 和 性 能 研 究 ［Ｊ］．金 属 热 处 理 ，２００６，３１（２）：２３－２６． ［３］ 刘东雨，熊建，候世香，等．电 热 爆 炸 喷 原 位 合 成 Ｆｅ－Ａｌ系
（２）认 证 ：确 保 载 荷 计 算 应 用 了 适 当 的 方 法 ；工 况 假定全面且符合标 准 要 求；结 果 真 实 可 靠。 载 荷 计 算
报告是风力发电机组认证必须提交和确认的文件。 风力发电机组作为一个复杂的系统，子系统之间相
1.5MW风力机叶片载荷计算与分析解析
摘要风能是一种取之不尽、用之不竭、储量丰富的清洁可再生能源。
与传统能源相比，风能具有不污染环境，不破坏生态，分布广泛，就地可取，周而复始，可以再生的诸多优点。
风力机在风能利用中占有最主要的地位，叶片则是风力机中核心的部件，也是受力最为复杂的部件。
载荷研究是其设计中最为关键的基础性工作，也为所有后续风力机设计、分析工作提供依据。
本文以NACA4412翼型的叶片为研究对象，对其静态载荷进行了研究。
主要研究内容如下：（1) 综合国内外各种文献，对风力发电的优越性和发展状况进行了简单的介绍。
（2）在风力机空气动力理论的基础上，对动量理论，叶素理论还有涡流理论进行了介绍。
（3）对风力机的设计工况和载荷工况进行了介绍，并在动量理论，叶素理论还有涡流理论等理论基础上对叶片载荷进行了计算。
（4）通过运用Matlab软件,对叶片载荷进行了图谱分析，画出了在气动力，重力，离心力作用下的图谱。
关键词：风力机；叶片；载荷分析AbstractWind energy is a kind of clean and renewable energy which is unlimited and abundant. Compared to the traditional energies, wind energy contains many advantages, such as no pollution to the environment, no destruction on the zoology, widespread, in situ desirable, moving in cycles and can be recycled.Wind driven generator occupies the main status in the process of wind utilization, and blade is the core and the most complicated element of it, especially when it comes to the force analysis. Study of load is not only the critical section and basic work in the design of wind driven generator, but also provides the basis for all subsequent wind driven generator’s design and its analysis work. This paper takes NACA4412 airfoil blade as the research object and studies its static load. Main research contents are as follows:(1) Integrated all kinds of documents at home and abroad, this paper simply introduces the advantages and development conditions of wind driven generator.(2) Based on the wind turbine aerodynamic theory, the momentum theory, the blade element theory and vortex theory are introduced.(3) It introduces design conditions and loading conditions of wind driven generator. Meanwhile, on the basis of momentum theory, blade element theory, vortex theory and etc., it calculates the load of blade.(4) By using Matlab software, this paper has an atlas analysis on the load of blade, draws the atlases of aerodynamic force, gravity and centrifugal force which are under their own impact.Key words: wind driven generator; blade; load analysis目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1风力发电发展现状 (1)1.1.1前言 (1)1.1.2风力发电装机容量现状 (2)1.1.3我国风力发电利用现状 (2)1.2水平轴风力机叶片概述 (3)1.3论文主要研究内容 (5)2水平轴风力机叶片理论 (6)2.1风与风能 (6)2.2风轮叶片主要参数 (6)2.3风力机空气动力学 (7)2.2.1动量理论 (7)2.2.2叶素理论 (11)2.2.3涡流理论 (13)2.4风力机叶片的设计方法 (14)3水平轴风力机叶片的载荷分析 (17)3.1叶片载荷类型与来源 (17)3.1.1载荷类型 (17)3.1.2载荷来源 (17)3.2叶片设计工况与载荷状况 (18)3.2.1设计工况 (18)3.2.2载荷状况 (18)3.3叶片载荷分析基本要求 (20)3.3.1载荷分析影响因素 (20)3.3.2载荷分析要求 (21)3.4风力机叶片载荷计算 (21)3.4.1坐标系的确定 (21)3.4.2气动力载荷计算 (24)3.4.3重力载荷计算 (25)3.4.4离心力载荷计算 (25)3.5风力机叶片载荷分析 (26)3.5.1载荷分析基本参数 (26)3.5.2叶片载荷分析 (28)3.6本章小结 (37)结论 (38)致谢 (39)主要参考文献 (40)1绪论1.1风力发电发展现状1.1.1前言从古到今，人类为能得到更好的生存条件、物质基础，不停的为促进社会经济的发展而奋斗。
风力发电机计算公式
风力发电机计算公式
1. 风力发电机功率计算公式
风力发电机的功率是衡量其发电能力的重要指标。
根据风力发电机的特性和工作原理，可以使用以下公式计算其功率：
\[ P = \frac{1}{2} \times \rho \times A \times v^3 \times C_p \]
其中：
- P 表示风力发电机的功率；
- \(\rho\) 表示空气密度；
- A 表示叶片的面积；
- v 表示风速；
- \(C_p\) 表示风力发电机的功率系数。
2. 风力发电机转速计算公式
风力发电机的转速是指叶片旋转的速度，也是影响其功率输出的重要因素。
常用的风力发电机转速计算公式如下：
\[ \omega = \frac{v}{R} \]
其中：
- \(\omega\) 表示风力发电机的转速；
- v 表示风速；
- R 表示叶片的半径。
3. 风速测量计算公式
准确测量风速是评估风力发电机性能的关键。
常用的风速测量计算公式如下：
\[ v = \sqrt[3]{\frac{2 \times P}{\rho \times A \times C_p}} \]
其中：
- v 表示风速；
- P 表示风力发电机的功率；
- \(\rho\) 表示空气密度；
- A 表示叶片的面积；
- \(C_p\) 表示风力发电机的功率系数。
以上是常用的风力发电机计算公式，通过利用这些公式，可以进行风力发电机的功率、转速和风速等参数的计算和评估，为风力发电机的设计和优化提供依据。
风力机组气动特性分析与载荷计算-1
目录1前言错误!未定义书签。
2风轮气动载荷............................................... 错误!未定义书签。
2.1动量理论.................................................................................................. 错误!未定义书签。
2.1.1不考虑风轮后尾流旋转 .................................................................. 错误!未定义书签。
2.1.2考虑风轮后尾流旋转...................................................................... 错误!未定义书签。
2.2叶素理论.................................................................................................. 错误!未定义书签。
2.3动量──叶素理论.................................................................................. 错误!未定义书签。
2.4叶片梢部损失和根部损失修正 .............................................................. 错误!未定义书签。
2.5塔影效果.................................................................................................. 错误!未定义书签。
2.6偏斜气流修正.......................................................................................... 错误!未定义书签。
浅谈风功率、能量及载荷的评估计算
Ｅ一∑ Ｅ一丁 ∑
式中， ｐ为平均功率， 有
风机 的尾流漠型有若干种。 其中Ｐ Ａ Ｒ Ｋ模型考虑基于风ｃ 『 １ 位置的 风向分布和风机腱力 特 眭来计算尾流造成的损失。这是两维 塑 型， 受至 艮 多的限制。 这个积分式不能解析求出， 需数字计算。 ３ 风况和风场对风机载荷的影响 可对风机的实际功率曲线分段线性拟台 ， 拟合后功率曲线的表达式为 ３ ． １ 极值风速 ｐ（ ） 兰 —・ ： 上 （ ｔ ， 一 ） ＋Ｐ ， ＜ ＜ ｔ Ｉ 般隋 况下， 所测得的风频分布与韦布尔（ Ｗ ｅ ｉ ｈ ｕ ｌ 盼 布吻合得很好。 因 Ｖ ｌ 一 极值风速则不能用韦布尔分布来描述。极值风速为在 ｎ 年的时间内， 计算发电量时， 应考虑到 ， 功率与空气密度成正比。空气密度与大气 而， ０ ｍ ｉ ｎ的平均风速达到的最大 值。 在设计中人 的是 ５ ０ 年一遇的 温度和气压有关 ， 可用气压高度公式来计算。温度和高度增高， 空气密度 １ 最大风速。通过下式可统计极值 风速， 即 减小。通常 ， 按照空气密度 Ｐ －Ｉ ．２ ２ ５ ｋ ｇ ／ ｍ 给出功率曲线。
利用测量的风速以及由此得到的风频图或者分 布函数 ， 就可依据风机的功率曲线估计发电量。由于 年到另一年 风速分布波动很大，因Ｉ 先确 定２ 贝 ０ 量时间长度，以能够给出具有代表 陛的统计结
一
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图 １ 功 率 曲线 测 量 实 例
ｐ ｉ ＝ｌ ／ ２ ｐ ｖ
风电 载荷 计算
风电载荷计算
风电载荷计算是指对风力发电机组在不同工作状态下所受到的风载荷进行分析和计算。
风电系统在工作过程中会受到来自风的水平和竖向载荷，这些载荷可能对组件和结构产生一定的影响。
风电载荷计算主要包括以下几个方面：
1. 风能资源评估：通过对风场进行测量和分析，确定不同位置和高度上的风速和风向分布情况，作为风电载荷计算的基础数据。
2. 风机负荷计算：根据风能资源评估结果，结合风机的设计参数和性能曲线，计算风机在不同风速下的受力情况，包括扭矩、转速、风轴力等。
3. 风塔负荷计算：风塔作为风机的支撑结构，承受着风机本体以及叶轮的重力和振动力。
风塔负荷计算应考虑到这些力的影响，以确保风塔的稳定性和安全性。
4. 叶片负荷计算：叶片是风机系统中最容易受到风载荷影响的部件，其受力情况直接影响到叶片的强度和可靠性。
叶片负荷计算需要考虑到风速、风向、叶片角度等因素，并结合叶片的结构特性进行分析。
5. 基础负荷计算：风机的基础承受着风机本体和风塔的重力，同时还要抵抗风场对风塔的推力。
基础负荷计算应该考虑到这
些力的影响，以确保基础的稳固和安全。
总之，风电载荷计算是风力发电系统设计的重要环节，通过合理的计算和分析可以评估风电系统的受力情况，为系统的设计和运行提供可靠的依据。
风电运行主要参数
风电运行主要参数风电运行主要参数是指影响风力发电机组运行和发电效率的关键指标。
这些参数包括风速、功率曲线、容量因子、可利用小时数、负荷因子、损失因子等。
下面将详细介绍这些参数的含义和作用。
一、风速风速是指单位时间内空气流动的速度，通常以米/秒（m/s）为单位。
在风力发电中，风速是决定发电机组是否能够运行以及发电量大小的关键因素。
当风速低于某个阈值时，发电机组无法启动工作；当风速超过一定范围时，发电机组需要停机以保护设备安全。
准确测量和预测风速对于优化风力发电的运行至关重要。
二、功率曲线功率曲线是描述风力发电机组在不同风速下输出功率的图表。
通常以风速为横轴，输出功率为纵轴绘制曲线图。
功率曲线可以反映出不同转速下发电机组的性能特点和输出能力。
根据功率曲线可以确定在不同的风速条件下，发电机组能够提供多大的输出功率，从而帮助调整发电机组的运行状态和优化发电效率。
三、容量因子容量因子是指风力发电机组实际发电量与理论最大发电量之比。
它反映了风力发电机组的利用率和可靠性。
容量因子越高，说明风力发电机组运行效率越高，能够更充分地利用风能进行发电。
容量因子通常以百分比表示，计算公式为：容量因子 = 实际发电量 / （额定功率×可利用小时数）。
四、可利用小时数可利用小时数是指风力发电机组在一定时间内实际运行并产生有效功率的小时数。
它反映了风力资源的利用程度和设备的运行稳定性。
可利用小时数与地理位置、气候条件、设备质量等因素有关。
通常，在评估风力资源时，会根据历史数据和气象预测来估算可利用小时数，以确定年均可利用小时数。
五、负荷因子负荷因子是指实际输出功率与额定功率之比，也可以理解为平均输出功率与额定功率之比。
负荷因子反映了风力发电机组在一段时间内的平均运行状态和利用率。
负荷因子越高，说明风力发电机组的平均输出功率越接近额定功率，运行效率越高。
六、损失因子损失因子是指风力发电系统在运行过程中由于各种原因导致的能量损失的比例。
风电场综合统计指标计算公式
风电场综合统计指标计算公式风电场是指采用风能发电的发电场，是可再生能源的重要组成部分。
风电场的综合统计指标计算是评价风电场运行情况和发展潜力的重要方法之一、下面将介绍风电场综合统计指标的计算公式。
风电场的综合统计指标主要包括风能利用率、负荷率、利用系数以及综合能源利用效率等。
下面分别介绍这些指标的计算公式。
1.风能利用率：风能利用率是衡量风电场发电量和理论最大发电潜力之间的比例关系。
它表示风电场实际发电量占理论最大发电量的比例，是衡量风电场运行效率的重要指标。
风能利用率计算公式如下：风能利用率=风电场年实际发电量/（额定装机容量×8760）其中，风电场年实际发电量为风电场过去一年的实际发电量，额定装机容量为该风电场全部可用机组的额定容量之和，8760表示一年有8760小时。
2.负荷率：负荷率是指风电场实际发电量与额定装机容量之比，表示风电场发电设备实际工作时间与其额定容量之间的比例。
负荷率计算公式如下：负荷率=风电场年实际发电量/（额定装机容量×8760）3.利用系数：利用系数是指风电场实际利用风能的能力与风电场可利用风能的潜力之间的比例关系。
它表示风电场实际发电量占可利用风能潜力的比例。
利用系数计算公式如下：利用系数=风电场年实际发电量/（可利用风能×8760）4.综合能源利用效率：综合能源利用效率是指风电场消耗的能源与实际发电量之间的比例关系。
它表示风电场能源利用程度的指标，是评价风电场的综合能源利用效果的重要指标。
综合能源利用效率计算公式如下：综合能源利用效率=风电场年实际发电量/（年耗电量×8760）其中，年耗电量为风电场过去一年的耗电量，8760表示一年有8760小时。
综上所述，风电场综合统计指标的计算公式包括风能利用率、负荷率、利用系数以及综合能源利用效率等指标。
这些指标可以客观地反映风电场的发电效率和资源利用程度，为风电场的运行管理和发展规划提供参考依据。
风力发电机组的功率控制及载荷分析
风力发电机组的功率控制及载荷分析风力发电机组的功率控制及载荷分析引言：风力发电作为清洁能源的重要组成部分，已经在全球范围内得到了广泛应用。
风力发电机组的功率控制和载荷分析，对于提高风力发电的效率、可靠性和经济性具有重要意义。
本文将对风力发电机组的功率控制方法以及载荷分析进行详细阐述，并探讨其对风力发电产业的影响。
一、风力发电机组的功率控制1.1 无功功率控制无功功率是风力发电机组运行中的重要参数之一。
通过控制电网侧的无功功率，可以提高风力发电机组的功率因数，减少无功功率对电网的影响。
常用的控制方法包括无功功率优化控制和无功功率调频控制。
无功功率优化控制是根据电网的无功功率需求，通过调整风力发电机组的输出功率来实现。
该方法能够提高风力发电机组的功率因数，降低无功功率损耗，同时满足电网对无功功率的要求。
无功功率调频控制是根据风力发电机组的转速、电网频率和负荷需求等参数进行调控。
通过调节风力发电机组的桨叶角度、变桨速度等，控制风力发电机组的功率输出，实现电网对无功功率的要求。
1.2 有功功率控制有功功率控制主要是根据电网的需求，控制风力发电机组的输出功率。
常用的控制方法包括协调控制、最大功率跟踪控制和限功率控制。
协调控制是根据电网的负荷需求和电力系统的稳定性要求，通过调节风力发电机组的转速、桨叶角度和发电机的励磁电流等参数，实现风力发电机组的有功功率控制。
最大功率跟踪控制是指通过调节风力发电机组的桨叶角度，使得风力发电机组的输出功率达到最大值。
该控制方法能够提高风力发电机组的利用率，提高发电效率。
限功率控制是为了保护风力发电机组的安全运行，避免过载等问题。
通过提前设置风力发电机组的最大功率输出值，当风力发电机组的输出功率达到设定值时，控制系统会自动减小风力发电机组的输出功率。
二、风力发电机组的载荷分析2.1 风力负荷分析风力负荷是指风力发电机组在风力作用下承受的载荷，主要包括风载荷和惯性载荷。
风载荷是由于风力的作用而导致的，其大小和方向主要受到风速、风向等因素的影响。
风电机组出力计算公式
风电机组出力计算公式风电机组的出力计算可是个挺有趣但也有点复杂的事儿呢。
咱们先来说说风电机组出力到底是啥。
简单来讲，风电机组出力就是风电机组在一定时间内产生的电能大小。
那这出力咋算呢？这就得提到一个重要的公式啦。
风电机组出力计算公式是：P = 0.5 × ρ × A × V³ × Cp 。
这里面的每个字母都有它的含义哦。
“ρ”呢，指的是空气密度。
这空气密度啊，会受到温度、压力、湿度这些因素的影响。
比如说，在大夏天特别闷热的时候，空气里水汽多，这空气密度就会相对小一些；而在寒冷干燥的冬天，空气密度就会大一些。
“A”是扫风面积，就是风电机组叶片旋转扫过的那个圆的面积。
叶片越长，扫风面积就越大，就好像大扇子和小扇子扇风，大扇子扇出来的风肯定更有力，能产生的电能也就更多。
“V”是风速，这个好理解，风刮得越快，带来的能量自然就越大。
但风速可不是一直不变的，有时候风呼呼地吹，有时候又变得很轻柔。
“Cp”是风能利用系数，它反映了风电机组把风能转化为电能的效率。
这个系数可不好确定，它受到风电机组的设计、制造工艺、运行状态等好多因素的影响。
给您说个我自己的观察经历吧。
有一次我去一个风电场参观，那一排排巨大的风电机组可壮观啦！当时正好起风了，我就站在那看着那些叶片呼呼地转。
风不算特别大，但也能明显感觉到那种力量。
我就想啊，这风到底能让这些大家伙产生多少电能呢？然后就想到了这个出力计算公式。
回到这个公式，要想准确计算风电机组的出力，就得把这些参数都测准喽。
比如说测量风速，可不是随便拿个风速仪测一下就行的，得考虑测量的位置、高度，还得保证仪器的精度。
还有空气密度，要通过专业的设备和方法来获取准确的数据。
在实际应用中，风电机组出力的计算对于电力系统的规划、运行和调度都非常重要。
比如说，知道了不同地区、不同时间风电机组的出力情况，就能更好地安排其他发电方式，保证电力供应的稳定可靠。
(完整word版)屋顶风力发电机荷载计算指标速查表
(完整word版)屋顶风力发电机荷载计算
指标速查表
屋顶风力发电机荷载计算指标速查表
背景信息
屋顶风力发电机是一种利用风能产生电力的装置，广泛应用于建筑物的顶部。
为了确保发电机的安全运行，需要进行荷载计算。
本文档旨在提供一份屋顶风力发电机荷载计算指标速查表，既方便工程师计算荷载，又能确保发电机符合安全要求。
荷载计算指标速查表
使用说明
1. 根据具体的项目需求，确定设计风速等级。
2. 使用风速和建筑物高度等参数计算风荷载，并与结构强度进行对比。
3. 根据发电机的重量和风荷载，计算基础的承载能力，确保基础的稳定性。
4. 考虑到风力的变化和振动对发电机的影响，确保运行的稳定性。
5. 根据高空作业的安全性要求，设置必要的安全措施和防护装置。
6. 根据发电机的性能参数和运行条件，计算预期的电力输出效果。
7. 按照发电机的维护保养指南，制定合理的维护计划和周期，确保长期运行的可靠性。
注意事项
- 在计算荷载时，务必遵循相关的设计规范和标准。
- 考虑到现场实际情况和人员安全，需要对设计结果进行实地检查和评估。
- 根据发电机的性能要求和项目需求，可能需要对荷载计算指标进行调整。
总结
屋顶风力发电机荷载计算指标速查表是一个方便工程师计算荷载的工具，通过明确各项指标，能够确保发电机的安全运行。
在使用过程中，请务必遵循相关规范和标准，并进行现场实地检查和评估。
同时，根据实际情况和项目需求，可以对荷载计算指标进行适当调整，以确保发电机的性能和安全性。
第四章 风力机载荷计算
华北电力大学 可再生能源学院 15
如果图中的角选得好，合力矩可为零，此时叶片只承受拉 应力。 设T是风轮轴向推力，B是叶片数，P是作用于每一个叶片 的离心力，则
风轮的旋转效应
当风轮绕塔架中心轴偏转时，正在旋转着的风轮桨叶除产 生气动力外，还产生离心力及旋转惯性力。两个旋转运动 的叠加作用在桨叶中产生了附加力矩。设 为风轮旋转角
华北电力大学 可再生能源学院 16
速度，1 为风轮偏转角速度，I为桨叶相对于旋转轴的惯性 矩，则在桨叶根部处的附加总力矩为
(1 a) 1 • 计算来流角 arctan (1 b) l • 计算梢部损失系数F 2 B Rr f F arccos(e ) f 2 R sin • 计算风力机性能。
华北电力大学 可再生能源学院 2
1 3a b 4a 1
风轮的性能计算
不在最佳运行状态时
该力矩应叠加到由气动力和重力等所产生的弯矩中去。
几种供强度校核用的外载荷计算法 苏联法捷耶夫的暴风雨工况校核 或
华北电力大学 可再生能源学院
17
也可写成：
在强度校核时，在单个叶片的分布采用三角（如图）。由此， 可以算得各剖面弯矩分布等外载。
华北电力大学 可再生能源学院
18
荷兰ECN公式
ECN公式以及下面的联邦德国DFVLR公式，丹麦的 RIS公式，Fs 在叶片上分布都采用三角形分布，Fs 是作 用在叶片 上的最大载荷并作为强度校核用。该载荷不但 考虑了暴风工况，还考虑了动态疲劳等因素，但所得的 计算结果各公式差别较大，这反映了各公式的来源（实 验结果）的差别。下面列出ECN公式。
风电场典型指标释义及计算公式
风电场典型指标释义及计算公式风电场是一种利用风能发电的设施，其建设和运行需要对其性能进行评估和监测。
为了对风电场的运行进行全面的分析和评价，需要使用一些典型指标来衡量其性能和效益。
本文将介绍一些常用的风电场典型指标的释义及其计算公式。
1. 发电量（Annual Energy Production, AEP）发电量是指风电场在一定时间内产生的电能总量，通常以千瓦时（kWh）为单位。
计算公式为：AEP=P×H×C，其中P表示机组额定功率，H表示年平均利用小时数，C表示水电场容量利用率。
2. 容量因子（Capacity Factor）容量因子是指风电场实际发电量与其额定发电能力之比，其值介于0和1之间。
计算公式为：Capacity Factor = AEP / (P × H × 8760)，其中8760表示一年的小时数。
3. 利用小时数（Load Factor）利用小时数是指风电场实际发电量与其额定发电能力之比，通常以百分比表示。
计算公式为：Load Factor = (AEP / (P × H × 8760)) × 100。
4. 可利用率（Availability）5. 故障率（Failure Rate）故障率是指风电场发电机组在一段时间内发生故障的频率，通常以每年每台机组发生故障次数来衡量。
计算公式为：Failure Rate = Total Failure Count / Total Running Time。
6.等效利用小时数（Equivalent Operating Hours）等效利用小时数是指风电场实际利用小时数与满负荷运行小时数之比，表示单位时间内的有效利用率，通常以百分比表示。
计算公式为：Equivalent Operating Hours = (Total Operating Hours / Running Time) × 100。
风载荷计算标准
风载荷计算标准一、风速确定在进行风载荷计算时，首先需要确定建筑或结构物所在地的平均风速。
风速应根据气象站或气象雷达的观测数据进行确定，同时还应考虑风速的平均变化率和极端风速的影响。
根据不同建筑或结构物的特点，可以采用风洞实验方法对风速进行测量和模拟。
二、风载系数计算风载系数是风载荷与基本风压的比值，基本风压是指距地面10米高度处，统计所得的50年一遇的最大风速压力。
根据建筑或结构物的迎风面形状、尺寸和高度等特征，以及风速和风向的变化情况，可以通过风载系数计算出建筑或结构物所受到的风载荷。
三、风载压力分布根据风载系数计算出的风载荷，需要按照一定的方式分布到建筑或结构物的各个面上。
一般情况下，风载压力沿建筑物高度方向分布呈梯形，根据风载压力分布函数和建筑或结构物的形状、尺寸等参数，可以计算出各个面上的风载压力。
四、结构抗风设计在进行建筑或结构物的抗风设计时，需要综合考虑建筑或结构物的刚度、强度、稳定性等因素。
在设计中应尽量避免共振效应，同时还应考虑风速变化对结构受力的影响。
根据结构形式和受力特点，可以采用不同的抗风措施，如增加支撑、改变形状、增加重量等。
五、风振分析风振是指建筑或结构物在风的作用下产生的振动现象。
在进行建筑或结构物的设计时，需要进行风振分析，以确定建筑或结构物的自振频率和阻尼比等参数。
通过对风振进行分析，可以预测出建筑或结构物在各种风速下的振动响应，从而采取相应的措施进行抗风设计。
六、疲劳强度评估由于风载具有随机性和不稳定性，长时间的作用下可能会对建筑或结构物造成疲劳损伤。
因此需要对建筑或结构物进行疲劳强度评估，以确定其抗疲劳性能。
在评估中需要考虑风载作用下的应力变化和应力集中等因素，同时还应考虑材料和结构的特性。
根据评估结果可以采用相应的措施进行加固和维护等处理。
七、风洞实验在进行建筑或结构物的抗风设计时，可以进行风洞实验以确定其气动性能和稳定性等方面的性能。
在实验中可以在不同的风速和角度下对模型进行测量和分析，同时还可以观察和分析建筑或结构物的涡旋脱落和振动响应等情况。
风机的风载荷的计算
第6章 结构荷载本项目分析内容包括结构的强度和屈曲分析、单工况动力分析和动力耦合分析。
因此，结构分析荷载分为静荷载和动荷载。
静荷载包括风机运转荷载、风、浪、流和冰荷载；动荷载包括风机运转荷载、风、浪、流、冰和地震荷载。
6.1 强度与屈曲分析荷载 6.1.1 风机运行荷载风力发电机组运行时，其叶片上的风荷载和风机偏航引起的荷载通过结构和传动机构作用在塔架顶端，因此，DnV 规范规定，海上风电机组基础结构设计应考虑风电机组的荷载。
这部分荷载包括：风轮上的静风压引起的荷载、湍流和尾流引起的荷载、风力发电机偏航引起的荷载和风力发电机组的重力荷载等。
中华人民共和国机械工业部标准（JB/T10300-2001）对风力发电机组的荷载计算做出了具体的规定： 6.1.1.1 正常运行荷载1、风轮上的气动荷载 (1) 作用在风轮上的平均压力作用在风轮扫掠面积A 上的平均压力H p 由下式计算：2H FB 12r p C V ρ=（6.1.1） 式中：C FB =8/9；ρ——空气密度； V r ——额定风速。
代入系数值并经量纲转换后得：2H 1800r V p =（kN/m 2） （6.1.2）式中：V r 的量纲为m/s 。
(2) 作用在塔架顶部的力为：XH H F p A = （6.1.3）(3) 湍流、风斜流和塔尾流的影响利用气动力距风轮中心的偏心距e w 来考虑湍流以及风斜流和塔尾流的影响：22w rwR e V = （6.1.4） 式中：R ——风轮半径；w ——任一方向风的极端风梯度，取w =0.25m sm或风速梯度的1.5 倍（二值中取较小值）。
由于此偏心距而产生最大附加力矩为：YH H w M p Ae = （6.1.5）或ZH H w M p Ae = （6.1.6）(4) 扭矩XH M 由最大输出功率P e1 确定：e1XH P M ωη=（6.1.7）式中：ω——风轮转动角速度；η——发电机和增速器的总效率系数。
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风电机组载荷计算指标
风电机组载荷计算指标可以包括以下几个方面：
1. 功率载荷指标：包括平均功率载荷、峰值功率载荷、功率波动指标等。
平均功率载荷指标可以衡量风电机组在一段时间内的平均负荷水平，峰值功率载荷可以衡量风电机组在最大负荷条件下的承载能力，功率波动指标可以衡量风电机组在工作过程中的功率变化情况。
2. 轮毂载荷指标：包括轮毂挥舞角、轮毂转矩、轮毂测力计等。
轮毂挥舞角可以描述风电机组叶片在运行过程中的振动情况，轮毂转矩可以衡量叶片受到的转矩作用，轮毂测力计可以测量风电机组轮毂的受力情况。
3. 塔筒载荷指标：包括塔筒振动、塔筒转矩、塔筒测力计等。
塔筒振动可以描述风电机组塔筒在运行过程中的振动情况，塔筒转矩可以衡量塔筒受到的转矩作用，塔筒测力计可以测量风电机组塔筒的受力情况。
4. 叶片载荷指标：包括叶片振动、叶片转矩、叶片测力计等。
叶片振动可以描述风电机组叶片在运行过程中的振动情况，叶片转矩可以衡量叶片受到的转矩作用，叶片测力计可以测量风电机组叶片的受力情况。
这些指标可以通过传感器和监测装置进行监测和测量，以提前发现风电机组载荷异常和故障，并采取相应的维修和保养措施，确保风电机组的安全和可靠运行。