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技术探秘 | 金风科技大兆瓦机型背后的测试实力

2024-05-21 来源:金风装备 浏览数:398

在风电行业规模化与高质量并重的发展阶段,面对机组大型化快速迭代的市场需求,精准的设计仿真模拟与充分的测试检验是机组品质可靠的重要背书。

随着风电技术的快速发展,风机产品设计边界持续突破,机组开发的革命性创新带来了系统设计与研发挑战。与此同时,风电开发版图扩张使得应用场景愈加多元,机组的大批量运行面临更高的安全风险与风电场投资收益风险。

在风电行业规模化与高质量并重的发展阶段,面对机组大型化快速迭代的市场需求,精准的设计仿真模拟与充分的测试检验是机组品质可靠的重要背书。

在仿真模拟方面,金风科技自主研发的整机仿真软件GTSim通过驱动耦合多学科算法打开技术黑匣子,基于全方位覆盖工程化方法定义更精细化的动力学模型,让机组设计更贴合风电场运行需求。通过先进多体动力学框架结合模块化程序设计,可实现算法模块化快速开发集成,高效驱动新一代机组设计研发。

在实验测试方面,金风科技建立的贯穿材料级、部件级、子系统级、整机级、数字孪生五位一体全流程实验验证体系,对从零部件到整机并网运行的每个环节进行严格的试验程序检验,确保“无人区”整机创新技术准确与应用可靠。

这其中,整机实验验证是五位一体全流程实验验证体系中承上启下的重要一环。为交付更高品质与可靠性的机组产品,金风科技新推出的每一款机型,均在金风科技大兆瓦六自由度整机传动试验台完成拖动测试,以确保机组性能达到设计水平。

金风科技大兆瓦六自由度整机传动试验台测试能力全国领先,为集机械、电气、并网、环境、硬件在环等为一体的机电传动综合测试平台,是全球已投运最大、功能最全、还原度最高的风电整机传动实验平台,满足16兆瓦级机组整机测试验证需求,并具备进一步扩容能力,切实引领大型化风电机组的创新研究。

只有在试验台模拟工况足够接近现场工况时,基于试验台获得的实验结果才更具参考价值。物体在空间中具有六个自由度,即沿x、y、z三个直角坐标轴方向的移动自由度,以及环绕这三个坐标轴的转动自由度,这些维度均经受载荷受力。相较于行业普遍应用的试验台,金风科技大兆瓦六自由度整机试验台基于拖动系统、五自由度液压加载系统、风况、电网及环境模拟系统,真实可控地施加Mx、My、Mz全方位载荷力度,实现湍流风载荷和复杂电网环境的全工况模拟,更真实的等效机组实际运行过程中遭遇的各种工况。

在拖动测试中,试验台样机仿佛置身于真实的运行场景中,在等效20年的极限运行工况中进行2000余项可靠性评估。通过对整机及主轴、齿轮箱、电气传动、控制保护系统等关键部件和子系统进行弯矩、扭矩及弯扭耦合加载,全面考察机组在真实变化工况下的载荷响应特性、极限环境适应性、机械特性与电气特性。

值得一提的是,金风科技行业首创了“双样机”策略,除在试验台上进行测试检验的样机之外,还有一台样机在风电场现场经历实地运行考验,对试验台样机进行测试佐证,两台样机交叉验证,实现测验闭环。

在此过程中,金风科技研发人员对机组性能进行全面把握,利用实测数据反哺设计,锁定潜在问题并精准修正,对机组进行优化迭代,进一步提升机组可靠性、环境适应性与发电效率,从根源上为客户规模化风电投资扫除潜在风险,为机组进入批量化应用后的全生命周期高效能发电奠定坚实基础,实现项目投资收益率的提升。

风电长跑,让可靠更可见。金风科技始终致力于为客户提供可信赖、可期待的高品质产品,将长跑理念贯穿至产品设计、验证、制造、运行的全生命周期,构建支撑创新技术发展的核心动力,为客户发电资产保值、增值保驾护航,赋能风电行业的高质量、可持续发展。


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