在风电设计运行领域,除了风电场设计、风资源预测和综合解决方案等专用软件,还需要应用到很多其他领域的常用软件,如仿真建模软件和应用于叶片设计的空气动力相关软件等,它们都是风电场设计运行中不可缺少的应用工具。
1.仿真建模软件
仿真建模研究软件在当今各种工程项目评估中的应用非常广泛,尤其在建设和运行风电场的过程中起到极为重要的作用。不同的模拟仿真软件工具可对电力系统、电力转换、发电机、机械部件和风机空气动力学特性等各方面进行仿真模拟,而且在不同的时间和阶段应采用不同的软件进行仿真建模。
HAWC是Riso国家实验室研发的空气弹性仿真工具,计算风机结构的动态负载,主要应用于风力发电机空气动力学和机械部件研究。
DigSilent Power Factory是德国DIgSILENT GmbH公司推出的电力仿真软件,被广泛应用于风电行业的电力系统的发电、传输和风电场的模拟仿真,以及风机并网发电质量的分析。
Saber是电路和系统电力设计的仿真软件,包括电力、热能、磁力和机械组件部分的仿真。
Matlab/Simulink是一个广泛应用的建模开发工具,在建立模型后可与其他仿真工具结合使用。
2.风力发电机组设计软件
风力发电机组设计内容比较繁多,包括对整机、转子、叶片、驱动系统和控制系统等多方面的设计,因此所涉及到的软件也非常多样化,如欧洲Aerodyn和CTC等专业风机叶片设计公司都使用十余种软件进行综合设计,以实现叶片的低成本、高效率、优良的结构特性和工艺性。
除了有前面所述的Garrad Hassan软件解决方案外,Bladed For Windows,CFX,Fluent,Star-cd等软件也是风机设计常用软件。国内外有不少研发机构采用ANSYS有限元软件平台,对机舱进行静力分析和模态分析。
国内上海工程技术大学也自行开发风机设计软件WTD,研究叶片气动性能分析,对叶轮功率计算、叶片的安装角分布、风轮的转速、叶片翼型弦长分布、叶片扭转角分布设计等方面的功能进行了计算分析。
总结
在风电领域所涉及到的应用软件可以说是形形色色、五花八门,最终必须选择最适合的设计应用软件,因此,虽然国外已经开发出不少功能多样、应用简便的设计软件,对于我国风电事业来说,仍然应该鼓励相关企业自行开发出更加适合我国风电领域特色的软件,以快速提升我国风电开发实力。
参考文献
1.Simulation Tools. 【2007-01-10】. http://www.iet.auc.dk/Research/research_prog/ wind_turbine /Projects/SimPlatformPrj/htm_files/SimulationTools.htm
2.谢峰,沈维蕾,周必成. 风力发电机机舱的静、动态特性有限元分析. 制造业自动化,2003,25(9):4-6
3.邓兴勇,凌志光. 风力机设计软件WTD1.0气动设计性能分析. 上海工程技术大学学报,2000,14(3):167-172
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