風電機組長柔葉片功率-載荷-第十九屆中國可再生能源大會風能分會匯報錄研究背景研究背景研究方法研究方法優化結果優化結果總結與展望總結與展望4研究背景（1/3）—風電發展趨勢建設新型能源體系30年風電占比8%，60年占比27%資料來源：國家發改委，能源局明陽智能143m葉片資料來源：明陽智能建設新型能源體系30年風電占比8%，60年占比27%資料來源：國家發改委，能源局明陽智能143m葉片資料來源：明陽智能全球海上風電機組發展趨勢大容量、大型化趨勢資料來源：GWEC5研究背景（2/3）—葉片設計現狀本研究關注點：在葉片設計階段考慮葉片失速特性進行多目標優化6研究背景（3/3）—多目標優化現狀多目標設計現狀：大部分是對功率特性和結構特性的多目標研究方法（1/3）—平臺功能架構概念級概念級氣動參數化建模結構參數化建模截面屬性計算智能優化算法優化目標和約束條件葉片性能分析自動化三維數模生成自動化三維數模生成自動化有限元網格劃分有限元分析????詳細級詳細級89研究方法（2/3）—平臺程序架構平臺集成與參數交互：IsightV2020參數化建模與后處理截面屬性計算性能計算與氣彈仿真有限元分析OpenFASTV3.5.1截面屬性計算研究方法（3/3）—多目標優化算法經典多目標優化算法：多目標遺傳算法MOGA算例1：2MW63.5m算例優化結果載荷項權重w1=0.80穩態風況下葉根最大揮舞彎矩優化結果載荷項權重w1=0.80穩態風況下葉根最大揮舞彎矩優化目標函數F1發生最優葉尖速比偏移!算例1：2MW63.5m算例初步優化階段的最優葉片設計，由于最優尖速比的偏移，發生失速時的臨界尖速比更大，失速風險更大；隨著攻角增大，翼型升力系數第一次急劇下降的現象；失速現象會使葉片的氣動性能急劇惡化；算例1：2MW63.5m算例固定載荷特性優化項權重，改變最優葉尖速比控制項權重為控制變量，設計葉尖速比選用基準葉片的最優葉尖速比最優葉尖速比控制項對葉片的最優尖速比進行控制使其盡可能靠近與機組設計要求匹配的設計尖速比算例1：2MW63.5m算例最優葉尖速比控制項優化目標函數F最優葉尖速比控制項優化目標函數F2算例1：2MW63.5m算例最優葉片的最大扭角更大最優葉片的最大扭角更大葉尖段扭角高于基準葉片葉片各段厚度基本保持一致最大弦長段厚度稍大載荷項權重w1=0.80；葉尖速比控制項權重w2=1.50最大弦長基本一致葉片中段弦長稍大，葉尖稍低算例1：2MW63.5m算例揮舞彎矩~風速揮舞彎矩~風速最優葉片葉根最大揮舞彎矩為5450kNm，基準葉片為5520kNm，優化幅度2.1%最大弦長葉素攻角~尖速比相同葉尖速比下，最優葉片的運行攻角較基準葉片全面下降，平均降幅1.5°功率系數~尖速比最優葉尖速比與設計尖速比相同，最大功率系數基本不變，曲線平坦度增加，工作范圍更寬算例2：15MW117m算例優化目標函數F優化目標函數F3載荷項權重w1=0.20；失速特性優化項權重w2=0.01算例2：15MW117m算例功率特性：最大功率系數降低1.52%，功率特性小幅惡化；失速特性：額定工況下最大弦長處的失速裕度提高1.07°,失速風險小幅降低；總結與展望初步完成了長柔葉片氣動—結構一體化設計平臺開發基于翼型失速攻角提出了新的失速風險評估模型提出了最優葉尖速比控制項，為不同設計尖速比的葉片設計提供了方法論支撐將功率特性、載荷特性、失速特性均納入多