《現役風力發電塔架結構健康評估的基礎研究》是依託同濟大學，由戴靠山擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：現役風力發電塔架結構健康評估的基礎研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：戴靠山
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
世界許多國家都在致力發展新能源技術，我國現有風電裝機總量世界第一。年輕的風電工業開始暴露出工程安全問題，而作為主要支撐結構的風電塔架，其準確的結構健康狀況評估和有效的防災措施是涵待研究的課題。本項目旨在此範疇內進行前期基礎性探索工作，研究內容包括：現役風電塔架結構特點及其在現實環境下振動機理、基於目標的風塔數值建模及模型確認技術、塔架結構健康評價方法。項目將藉助雷射遙感、無線感測器等新型試驗手段，開展大量現場實測工作；結合實測分析、理論研究、數值模擬、模型試驗，深入討論風電塔低阻尼、振動耦合、土-結構相互作用等複雜物理現象，揭示風力發電塔架結構的破壞特徵，研究風電塔架結構損傷識別方法。通過本課題，為深入開展旨在發展智慧型風電塔體系的健康監測系統及其控制技術的研究作積累。
結題摘要
我國是風電第一大國，風電塔結構健康狀況評估和有效的防災措施是保障我國風電產業可持續發展的重要課題。自然基金項目《現役風力發電塔架結構健康評估的基礎研究》（51208382）的研究人員項目執行期間通過協同攻堅，完成以下工作：（1）對在役塔架結構進行了現場測試，獲得了風電塔在現實環境下的振動特點，發展了風電塔振動參數識別方法；（2）根據風力發電塔現場測試的需要，發展了基於雷射的結構非接觸性測試手段，研究了基於無線檢波器的場地土勘察的面波方法；（3）發展了基於實測信息的風力發電塔建模和模型修正方法，並在此基礎上實現了結構健康抗震評估；（4）拓展研究了風電塔振動控制的被動方法，發展了一種新型的被動控制裝置；（5）對風力發電塔所涉及的其他防災問題進行了初步探討，為未來課題的深入持續開展指明了方向。研究課題組選取一座65m高1.5 MW的現役風力發電塔為研究對象，先後6次赴現場進行振動測試，獲得了大量的風電塔振動的一手數據，並發展了可以用於白噪和諧頻混疊信號的分析方法，可以對不同運轉狀態下風電塔的振動參數進行識別。課題組結合調諧液體阻尼器（TLD）和顆粒阻尼器（PD），發展了一種新型被動減振裝置（TL-PD），並通過試驗論證了新型減振裝置較好的魯棒性。利用課題，共培養畢業碩士畢業生4人，課題組成員參加各類會議交流18人次，發表會議及期刊論文共26篇，其中SCI檢索5篇、EI檢索8篇。課題負責人以訪問客座研究人員身份（Western Fellow）在加拿大西安大略大學合作研究1次，課題責任人還獲得2013年度國際試驗力學協會Harting Award以及2013年度上海市浦江人才計畫。課題所發展的白噪和諧頻混疊信號的分析方法是風電塔基於動力特性的健康監測的基礎，而課題所提出的新型減振裝置TL-PD則為是風電塔振動控制一種新型的技術措施。通過該項目研究，揭示了現役風電塔在實際環境中的振動特點，發展了風電塔抗震評估的方法，並指出了風電防災方向還需解決的問題。課題的研究成果，對於增加風電塔維護的科技含量進而提高我國風能基礎設施的防災能力具有重要意義。
