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02 风电机组寿命评估
2.1 风电机组寿命确定
如上所述,运行多年的一台风力发电机不是一个封闭的、孤立的元素,而是由多个部件与各自的寿命和各自的敏感度边界组成。风电机组寿命仅仅是当维护投资不会有经济回报时,由是否进行财务方面的终止而决定。
风电机组寿命评估应通过重新计算分析,这种方法需计算风电机组剩余使用寿命后,建立实际损害的模型。考虑到特定场地边界条件,如风况载荷,新的或额外的计算风电机组,包括风电机组原设计计算评估复核或重新扫描(3D)或测量建模,以疲劳极限和载荷来验证风电机组结构完整性。这种方法将给出剩余使用寿命专家级的判定结果。
在实践中需要现场实际检查。目的是评估风电机组是否适合继续运行。它覆盖了机械设备的检查,包括传动力系和齿轮箱、风轮叶片、安全系统、塔筒和基础。通过检查的结果来判断整个风电机组的状态。
图2:上图为产品生命周期所谓“浴盆曲线”,下图为产品失效过程曲线示意图,来源:DEWI、VDE
2.2 风电机组寿命损耗和剩余寿命评估
风电机组寿命损耗评估是多变量、瞬时和多因素耦合所组成,如特殊风况条件(如紊流、风切变、流入角度、空气密度、威布尔分布)、特定运行工况(如瞬变次数、偏航不对中、长期停机工况、覆冰载荷、表面)以及其他超出部件设计边界条件工况来确定风电机组各自的状态(Turbine Own Morphology)。
图3:有限元计算与试验方法结合进行寿命评估
图4:风电机组有限元分析
03风电机组寿命延长分析过程
在确定是否进行风电机组寿命延长之前,应进行现场核查、载荷及损伤寿命分析,确定设备和部件的剩余寿命,决定进行延寿的技术改造和升级工作,项目实施后,进行后评估,确定延寿的效果。
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