风力发电机设计与研究综述

第１７期　２０１７年６月　江苏科技信息　Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ＮＯ．１７　Ｊｕｎｅ．２０１７　风力发电机设计与研究综述　姜海蓉，王研艳　，杨明　（南京工业职业技术学院，江苏南京２１００００）　摘要：文章介绍了风力发电的原理、风力发电机构造和类型、风力发电机组的系统组成，分析对比了风力　发电机不同的设计理念，综述了关于控制系统、传动系统、偏航系统及其构造等方面的仿真研究，总结了　风力发电机组的新型技术以及未来发展方向，以期为风力发电机整体设计及其内部叶轮设计提供参考。　关键词：风力发电机；设计理念；构造；仿真　０引言　部分，如图１（ｂ）所示，一部分是当气流绕物体流动　时，物体表面的流动速度发生变化引起气流压力的变　化，从而对物体产生合成的压力；另一部分是气流绕　随着地球一次性能源的短缺以及环境的日益恶　化，新能源渐渐占据主流。风能作为一种清洁的可再　生能源，得到了世界各国的重视和开发＿１］。美国、德　国和荷兰等国家因发展风力发电技术较早，正处于领　先地位。而我国在风力发电技术和风力发电机制造技　术方面，与发达国家相比存在着较大的差距。　风力发电机在风力发电的整个体系中起重要作　片】，是风能转化为电能的重要装置。它的设计理念、构　造不仅影响输电的效率，更加影响输电的质量。所以，　风力发电机的设计理念和风力发电机的构造技术是　风力发电系统得以推广和应用的关键技术之一。　文章综述了风力发电机机组、风力发电机部件、　发电系统仿真以及风力发电机新型技术的研究现状，　总结了风力发电机以及系统的设计理念，展望了风力　发电机的新型应用及研究方向。　１　风力发电机的基本原理　１．１　风力发电机的能量转换机理　物体流动时，在物体附面层内由于气流黏性作用而产　生摩擦力－ｚ］。将物体表面这两种力合成起来便得到一　个合力，这个合力就是空气动力。　１．２风力发电机的类型　风力发电机的分类，按照主轴的方向可分为水平　轴风力发电机和垂直轴风力发电机；按照输出容量可　分为小型、中型、大型、兆瓦级系列风力发电机；按照　功率调节方式可分为定桨距时速调节型、变桨距型、　主动失速型和独立变桨型风力发电机；按照机械形式　可分为有齿轮箱的风力发电机、无齿轮的风力发电机　和混合驱动型风力发电机；按照风力发电机组的发　电机类型可分为异步型风力发电机和同步型风力发　电机。　风力发电机的工作原理是：　风能，即空气流过叶片时，空气动　力效应带动叶轮转动，叶轮透过　１．ｒ　圈转力　主轴联结齿轮箱而产生机械能，　经过齿轮箱加速后产生动能，带　动发电机发电，最终成为电能。　风力发电机动能转化为机械　能采用的是空气动力学原理，如　◆　０　ｊ　Ｊ　图１（ａ）所示，并非风推动叶轮叶　片，而是通过风吹过叶片形成叶片　正反面的压力差，这种压力差会产　３∞度稿品　Ｂ　（ａ）风力发电机整体受力分析　（ｂ）水平轴风轮叶片空气动力分析　生升力，从而促使叶轮旋转并不断　横切风流。一般空气动力包括两　图ｌ风力发电机的动力学原理　基金项目：江苏风力发电＿Ｔ－程技术中心开放基金；项目编号：ＺＫ１５－０３—０６。南京工业职业技术学院科研　基金；项目编号：ＹＫＩ５—０２—０２。　作者简介：姜海蓉（１９９６＿），女，江苏海门。　通信作者：王研艳（１９８５一），女，江苏盐城，博士，讲师；研究方向：新能源发电。　４４一　ｌ　７　２０１７年６月　江苏科技信息・应Ｈｊ技术　ｔ）．１７　Ｊｕｎ，、．２０ｌ７　】．３　风力发电机的结构组成　现代水　轴式风力发电机主要包括叶轮（见网２）、　机舱（　【皋１　３）、传动装置（见　４）、控制系统、制动系　统、偏航系统、液』Ｋ装置、塔架羽ｌ荩石ｊｌ｛；垂直轴风力发　电机的结构比水　轴风力发电机简　，冈其风轮旋转　轴噼　ｊ：地【『Ｊｊ或者气流的　向，在风向改变时无需对　风，从而减少Ｊ’风轮ｘ，ＪｌｘＬｉｌ，Ｊ－ｎ￣，ｊ陀螺力。　训特点是从桨叶蒯整的角度出发，分）ｊ』Ｊ为４．１２％，５．２８ｅ／ｃ，　６．６６％和８．７６％，以此来获得最大的输¨｛功牢　在容量方面，风力发电机的设计亦　小同之处．、小　型Ｊｘ【力发电机组整个系统的没汁需要从ＪｘＬ＃ＪＬｔ￣＜ｊ　ＪｘＬ轮、　发电机和回转部分的设计，风机的渊速力　法以及ＪｘＬ￣ＪＬ　的控制与变流『ｈＪ题￣ｌＩ　ＪｘＬ机的稳定ｉ＇ｒｌＪ题等儿个力‘【ｆ１ｆ求　探讨；大型风力发电机的直驱机组采』｝Ｊｌ川‘片、　ｘ【　向、变桨距测节、直接驱动和同步水磁发｝ｕ机　的　总体设汁方式　在功率调节方面，风力发电机　汁思路　下：变　桨距ＪｘＬ机的设计冈本身有欠速特性，所以浆叶的迎风　角度在风速变化时不随之变化　，　Ｉｉ‘　网发ｑ￣Ｈ，Ｊ浆　叶　０。附近不断进行调节和连续变浆　，这样的ｉ殳　计使变桨距风机町以通过调整桨叶的角度米州　风　机　力；定桨距定速机型风机的没汁特点是桨ＩＩ　ｊ轮　图２叶轮示意　毂同定连接在一起，所以桨…　的角度小会随符风速的　变化而变化，并且其桨ＩＩｆＪ经过特殊的没汁，　＿『以依靠气动特性保持叶轮转速卡Ｉ１ｌ埘不变　风速超过额定值时，叶片会通过ｒ１动，人述　来捌节功率，防止转速过怏造成过载，这和Ｉ　Ｉ义称失速式风机　２．２风力发电机部件设计　１Ｉｒ轮是风力发电机最　、最昂贵ｆＪ９７，ｔ￣　件，单个部件约占整个风力机成本的２０％．　所以设计性能优良的叶轮至火醺　、Ｉ１　ｒ轮的　没计特点是有高效的接受Ｊｘｌ能　，　合　的　安装角以及科学的升阻比　１尖遮比　、叶片　ｌ转盘底座２．调向制动器３调向电机４．低速端联轴嚣５．增逮机１３．变桨矩控制器ｌ４．变桨矩液压ｊ由缸６．机舱底座　具备重量轻、结构强度高、易安装、易维修和　制造成本低等特点来满足叶轮的没汁　截至２０１　１年年底，我　大　ＪｘＬＪＪ发电机　叶片制造主要集中在以下【，ＬＩ家：第一家楚华　７．励磁机８．交流发电机９．高速端联轴器ｌＯ．高速轴制动器１　１．机舱ｌ２．登高爬梯　ｌ５．变桨矩控制连杆ｌ６．风轮叶片ｌ７．风轮轮　毂　风轮轴承ｌ９．转盘轴承２Ｏ．三相交流电输出装置２１．风轮接合器　图３机舱示意　锐风电；第二家是泰玛科技；第　家干¨第【ＪＬｌ　家分别是东方电气新能源设备公司和ｌ联合　动力。在制造风机的工艺方面，截至２０ｌ５年年底．　Ｖｅｓｔａｓ公司是全球最大的风机制造商，　次怂华锐、　泰玛科技和歌美飒。近儿年全球十大风机制造Ｉ　ｆ１１　Ｖｅｓｔａｓ风机制造依旧是领头羊　机舱是风力发电机主要的传动　制及发ｆＵ部分，　风　图４传动装置示意　ｆｆ｛增速器、联轴器、制动器调速装置　Ｉ发电机等构成　、　机舱内部设有消声设施，具有良好的通Ｊｘｌ条什　．机舱　还设有登机入口以供登塔检修人员进入机舱　简式　塔架。　齿轮箱作为风电设备的核心装　之　，　』　常　２风力发电机的设计　２．１　风力发电机总体设计　主轴的方向佑　刈‘发电机没汁有一定的影响，水　、卜轴ＪｘＬ力发ｄｚ￣ＪＬ（ｒ，Ｊ没汁特点是旋转轴处于水平位置　ｌｉ　１＿１ｆ‘片　ｊ地　、卜行；而垂直轴风力发电机的设　４５　工作在高空、严寒酷暑等多变的工况下，成为风电没　备出现故障率最高的部件之一。为ｒ保障　常运行，　最有效的方法是进行较全　的动力学分析　Ｉ　塔架是能支撑风力发电机的机械郎ｆ，ｆ：　的没汁　第１７期　２０１７年６月　江苏科技信息・应用技术　Ｎｏ．１７　Ｊｕｎｅ，２０１７　特点是有足够的疲劳强度，不仅能承受风轮引起的振　动载荷，而且还包括起动和停机的周期性影响、突发　变化和塔影效应等方面。除此之外，塔架要求刚度适　在控制系统仿真方面，陈益广等¨ｌ　对１．５ＭＷ直　驱式永磁风力发电系统进行了仿真研究。仿真结果表　明：一种改进的、最大功率追踪（ＭＰ　）控制方法能够　保证发电系统稳定的运行。　而任丽蓉　针对风力发电系统的非线性、时变　和强耦合的特点，提出了基于模糊控制的风机电动变　桨距仿真系统。将模糊控制引入到变桨距控制中，在　高于额定风速的情况下，根据主控制器因风速变化计　算出的桨距角变化量来调节桨叶的位置。最后利用　Ｓｉｍｕｌｉｎｋ构建整个控制系统，用Ｍａｔｌａｂ对变桨距控制　系统进行仿真。　在偏航系统方面，基于现有的液压偏航系统，闫利　文等ｌ２１］通过ＡＭＥＳｉｍ仿真选出了最合适的阻尼孔　度，其自振频率应避开运行频率的整数倍　９。　２．３风力发电机的安全维护　风力发电机在安全维护方面主要有两种体现，一　是风力发电机状态监测技术。具体的监测有以下几　种［１０－１１］：振动监测、油液监测、过程参数监视和性能　参数检查。二是风力机的故障诊断技术。风力系统中　发电机的常见故障包括定子绕组故障（１２．９８％）、轴承　故障（４１．７７％）、转子导条和端环故障（７．６４％）、转轴　或连轴器故障（４．３％）以及其他各种故障［　］。　２．４风力发电机的设计成本　风力发电机的成本涉及很多，总体可分为投资成　本和运行成本。投资成本分为风电机组成本、选址和　安装成本；运行成本分为风电机组运行和维修成本、　保险成本、土地成本和项目管理成本。因此降低风力　发电机的成本，能够从很大程度上促进风力发电产业　的发展和壮大。　３风力发电机组的仿真　系统仿真是２０世纪４０年代末，伴随着计算机技术　的发展而逐步形成的一门新兴学科。仿真（Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）　尺寸、最合适的蓄能器容积。仿真结果能够有效地　缓解偏航系统中制动缸工作时冲击过大的问题。而　邹宇等［笠］对偏航控制系统的硬件电路和系统软件用　就是通过建立实际系统模型并利用所建模型对实际　系统进行研究的过程。　３．１　风力发电机部件的仿真　在叶轮叶片方面，对于它的气动性能的仿真研究，　张果宇等ｌ】　用Ｇａｍｂｉｔ建模软件对风力机单叶片进　行三维建模，对风力机叶片则用Ｆｌｕｅｎｔ软件进行气动　性能的数值模拟，仿真得出叶片气动流场流态。　Ｔａｋａｎａｓｈｉ等ｌ１　提出了飞轮储能系统，采用计算　机仿真软件ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ将该方法和传统输出滤　波控制进行比较、分析，证明了该方法对于孤立的小　型电网频率的稳定性具有明显的效果，解决了风力发　电的输出波动变化，改善了电能质量，并且使得频率　偏差可以控制在理想的范围内。　而Ｈｅｅｇｅ等［１ｓ　用有限元方法，建立了风力发电　机组的多体动力学模型。在紧急制动工况下，用叶素　理论计算风力发电机的气动载荷，对叶片主轴和齿轮　箱的载荷变化情况进行了仿真计算。　细化到轴承，Ｔｓａｉ等＿】　将主动磁轴承运用到风　力发电中，在设计的样机中对仿真结果进行了验　”］，　得出的结果是提高了能量转换的效率。　３．２风力发电机系统的仿真　Ｐｒｍｅｕｓ进行仿真，并且用Ｍａｔｌａｂ对控制算法设计的合　理ｆ生进行验证考核，为实际偏航控制系统研发提供了　依据和指导。　最近，利用ＶＲ技术，通过机组的三维模型运动　与运行曲线相结合的方式，展示机组的不同运行状　态，并在此基础上利用关系数据库技术，实现了机组　常见故障的位置模拟、故障分析、问题处理和危险点　控制［引。　随着军事和科学技术的迅猛发展，仿真已成为各　种复杂系统研制工作的一种必不可少的手段。风力　发电机在其部件和各个系统方面有着不同的仿真，　其目的是为了得到更好的风力发电机应用系统和风　力发电机结构。仿真对风力发电机的应用有着深远的　意义。　４风力发电机的新型技术及其展望　４．１　叶轮叶片的新型材料　新型叶片材料的提出使得叶片的发展趋向于更　长、更轻。不仅如此，它的提出会更加有利于叶轮设计　理念的完善。　近期提出的第一种新型叶片材料是热塑性复合　材料（ＣＢＴ树脂系统），它具有密度小、抗冲击性能强　和生产时间短等特点。　第二种材料是ＷｉｎｄＳｔｒａｎｄ州增强材料，它与Ｅ　玻璃纤维增强材料相比，具有以下优点：该材料的刚　度提高了１７％，强度提高了３０％，并且疲劳寿命提高　了１Ｏ倍。这使得使用这种材料的风轮在叶片偏航和　抗风中表现出一种很高的水平，同时使得风力机寿命　和风能利用率大大提高，而且材料重量减轻１　０％。　相信随着科学技术的发展和更加新型的材料的　投入使用，风力发电机的叶片会在未来不断设计更新，　并在叶轮上得到全面的应用。　在传动系统方面，Ｓｃｈｌｅｃｈｔ等　］将风力机的一组　确定载荷作为输入，利用ＳＩＭＰＡＣＫ软件对６００ｋｗ风　电机传动系统进行了仿真计算，得到了传动系统在正　常运转和制动情况下的载荷。　４６——　第１　７期　Ｎ０．１７　２０１７年６月　江苏科技信息・应Ｈｊ技术　ＪＵ　ｒｌｅ．２０１７　４．２风力发电机的新概念　电机故障诊断中得到应川，具体表现为小波神绎网　液　机械传动装　，它是针对变速恒频系统存在　路　圳、模糊¨绀织神绎网络、基于模糊集的故障　的　题Ｉｆ￣ｆＪＦ发的一种新型传动系统，是传动系统的新　树、基丁＇卡Ｉ【糙集的人Ｔ神　网络　和基于模糊ｔｆｉ￣ｓ＇ｉ！　慨念，如『幺１　５所示　２４　Ｉ。这种装　ｒｔＪ‘以保ｈｌ！ＪｘＬ轮转速随　盼专家系统等Ｉ　。　速的变化ｍ　变化，以便丁捕获最大风能和保持叶尖　为了提高风力发电机发电的效率和质量，降低成　速比，从而使传动系统输出转速坫小保持　定，使输　本，　且实现・ｌｆ　、稳定的运行，风力发电机的　汁　¨｛频半与ＩＵ网频率保持一致　、　念将会　，卜变化　。　：风力发电机将会趋于火　化、　大容量和斜能化以及微ＪｘＬ发电的方向发展。　５结语　文章　众多史献的　础Ｉ　，从　力发电机的系统　和构造方　进行综述，叙述ｒ风力发电机的基小　以及类型，分析对比Ｊ　风力机不同部件的设计　念，结　合现阶段研究进程探讨ｒ风力发电机组和风Ｓｊ机的　仿真研究、新　技术。　图５液力机械传动装置结构示意　卡ｌｊ信随着Ｊｘｔ，Ｊｊ发ｔＵ技术的发展、安全维护水　ｔ＂－的　提高、设汁成小的降低，风力发电的新型技术将会突　新型混合式风力发电机增速　是未来的发展方　破难关，实现Ｊｘ【力发电的高效率　１高质量：　向，它Ｆ｝１两级行星轮系和一级Ｔ彳７４￣ｔｌ轮系组成　、确定　传动方案后，刘忻　在增速器虚拟样机嗣１其关键部　参考文献　件的有限元分析、整机动力学分析、虚拟样机及其虚　［１］ＳＵＲＩＩＯＮ　１　Ｍ，　ＦＩＭＰＩ　ＥＤＯＮ　Ｍ　Ｔ，ＭＡＲＳＥＫＥＮ　Ｓ　拟现实环境等力　面进行了系统和深人的研究。　Ｆ，ｅｔ　ａ１．Ｗ１）ｒｈｔ　ｗｉｎ（Ｉ　ｅｎｅｒｇｙ　ａｓｓｏｅｉａｔｉｏｎ［Ｍ　ｊ．Ｍｏｎｔａｎａ：　除此之外，有学者提出风力发ｔＬＬＯＬｆｌ＜Ｊ新慨念：Ｊｘ【筝　ＢｅｔａｓｅｒｉＩ）ｌ　Ｐｕｌｄｉｓｈｉｌｌｇ．２０　１　０．　发电机，如【鬈１　６所示。它虽然　Ｊ　像院子里的　［２］蔡云秀．风力机工作原理及其空气动力学理论计　晾农架，ｆ【＿Ｉ是它的发电量却有ｒ　ｒ能同核电站４：『１媲美，　算［Ｊ］．机械与电子，２０ｌ２（１７）：１０４—１０５．　并且成本是核电站的近１／３　Ｌ　、　［３］陈兴华，吴国庆，曹阳，等．垂直轴风力发电机结构　研究进展［Ｊ］．机械设计与制造，２０１　ｌ（８）：８５—８６．　［４ｊ俞黎萍．大型风力发电机设计理念和未来发展趋　势［Ｊ］．新疆农机化，２０ｌ３（３）：５－６．　［５］王江．风力发电变桨距控制技术研究［Ｄ］．合肥：合　肥工业大学，２００９．　［６］贾坤．ＭＷ级风力发电机液压变桨系统的研究…］．　西安：陕西科技大学，２【】ｌ１．　［７］叶枝全，黄继雄，陈严，等．风力机新系列翼型气动　性能研究【．Ｊｊ．太阳能学报，２００２（２）：２ｌ１—２１６．　图６风筝式水平轴发电机示意　［８］彭秋林．兆瓦级风力发电机齿轮传动系统动力学　分析及优化设计…］．重庆：重庆大学，２０１３．　４．３风力发电机技术展望　［９］黄成力，左倜，崔雅文，等．引进型１．２５ＭＷ风力发　为了实现更加亓ｒ靠、高效　ＩＩ．稳定的Ｊｘ【能利刚，　电机组结构与性能特点［Ｊ］．上海电力，２００７（４）：３６２—　文　ｘｑ－ＪｘＬ力发电机进行趋势腱　、叶轮　，大　３６３．　乃发Ｉ　机的叶片将趋于长度的增Ｋ、Ｊ　寸的增大，材料　【１　０］ＨＡＭＥＥＩ）Ｚ，ｌｔＯＮＧ　Ｙ　Ｓ，ＣＨＯ　Ｙ　Ｍ，ｅｌ　ａ１．Ｃｔ）ｌｌｌｌｉｌｉｔ）ｌｌ　将趋向Ｊ：新　的复合材料发　；Ｊｘｌ　发　机力‘【　它的　ｍｏｎｉｔｏｒｈ￣ｇ　ａｎｄ　ｆａｕＩｔ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｉｌｌ（Ｉ　ｔｕｒｂｉｍ、ｓ　ａｎｄ　传动系统在转速、叶尖速比不１Ｉ输ｊ¨频率办　将进行最　ｒｅｌａｔｅｄ　ａｌｇｏｌ‘ｉｔｈｎｌｓ＿ｒ　ｒ　ＪｅｗｌＪｌ（）Ｌｊ．１ｌｅｉｌｅｗａｂｌｅ　ａｎｄ　Ｓｕｓｔａｉ呲ｌｉｌｌｅ　大限度的优化，以保证捕捉最大ｆｌ，＇ＪｌｘＬｆｉ￣、新刷混合式　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｉ／ｅｖｉｅｗｓ，２００９：ｌ一３９　ｌ　２０　ｌ　７—０５—２０　ｊ．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．　风力发电机增速机和风筝式风力发电机，随着新慨念　ｓｃｉｅｎｅｅｄｉｒｅ（‘【．ＣＯｌｉｄｓｃｉｅｎ（　ｅｌａｒｔｉｃｌ　ｉＷＳ　ｌ　３６４０３２　１　０７００　ｌ　０９８．　的｝　盘成熟、研究的日益加深以及乖　轴　Ｊ发电机　［Ｉ１］ＶＥＲＢＩ／Ｕ（７（　Ｎ　ｒｒ　Ｗ．Ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ＆　更ｌＪＪｌ】广泛的使川而具有广阔的力‘ｍ前景、　ｍａｉｎｔｅｎａｎ（。ｅ　ｈａｓ（　（１　ｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ＷＴ－Ｏ＿Ｉ｛１．　不久的将来神经网络和０家系统会在风力发　Ｆｉｎａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ，２００３．　４７　第１７期　２０１７年６月　江苏科技信息・应用技术　Ｎｏ．１７　Ｊｕｎｅ，２０１７　［１２］吴娜，孙丽玲，杨普．风力机状态监测与故障诊断　技术研究［Ｊ］．华北水利水电学院学报，２０１２（２）：８７—　８９．　系统设计仿真技术研究［Ｊ］．计算机测量与控制，２０１６　（５）：９９．　［１３］张果宇，冯卫民，刘长陆，等．风力发电机叶片设　［２３］冯红岩，汤晓华，曹宝文．基于ｖＲ的风力发电机　组仿真系统开发［Ｊ］．天津中德职业技术学院学报，２０１７　（１）：４４—４７．　计与气动性能仿真研究ＥＪ］．能源研究与探讨，２００９（１）：　２１－２５．　［２４］何芳．大型风电液力机械传动装置的分析与研究［Ｊ］＿　液压气动与密封，２０１２（１）：６８—６９．　［１４］ＴＡＫＡＨＡＳＨＩ　Ｒ，ＬＩ　Ｗ，ＭＵＲＡＴＡ　Ｔ，ｅｔ　ａ１．Ａｎ　ａｐｐｌｉ—　ｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｌｙｗｈｅｅｌ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓｔｏｒａｇｅ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｗｉｎｄ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ［Ｃ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆＩＥＥＥ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　ａｎｄ　Ｄｒｉｖｅｓ　Ｓｙｓｔｅｍ．Ｋｕａｌａ　Ｌｕｍｐｕｒ，　２００５：９３２—９３７．　［２５］刘哲．风力发电机增速器设计及仿真［Ｄ］．武汉：　武汉理工大学，２０１０．　［２６］李有观．意大利研制出新型风力发电机［Ｊ］．能源　工程，２００８（６）：３９．　１２７　ＪＷＡＴＳＯＮ　Ｓ　Ｊ，ＸＩＡＮＧ　Ｂ　Ｊ，ＹＡＮＧ　Ｗ　Ｘ，ｅｔ　ａ１．　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｏｗｅｒ　ｏｕｔｐｕｔ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　１　１５　ｊＨＥＥＧＥ　Ａ，ＲＡＤＯＶＣＩＣ　Ｙ，ＢＥＴＲＡＮ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．Ｆａｔｉｇｕｅ　ｌｏａｄ　ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｇｅａｒｂｏｘｅｓ　ｂｙ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ａｎｄ　ａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｌ　Ｊ　Ｊ．ＤＥＷＩ　Ｍａｇａｚｉｎｅ，２００６（２）：６１—６８．　［１６］ＴＳＡＩ　Ｎ　Ｃ，ＣＨＩＡＮＧ　Ｃ　Ｗ，ＷＡＮＧ　Ｂ　Ｌ．Ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｅｆｉｃａｎｃｙ　ｏｆ　ｋｉｎｅｔｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｆｏｒ　ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ　ｆｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ　ｕｓｉｎｇ　ｗａｖｅｌｅｔｓ［Ｊ　Ｊ．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，２０１０（３）：７１５—７２１．　１２８　ＪｒＡＮＧ　Ｗ　Ｘ，ＴＡＶＮＥＲ　Ｐ　Ｊ，ＣＲＡＢＴＲＥＥ　Ｃ　Ｊ，ｅｔ　ａ１．　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ａ　ｓｉｍｐｌｅ，ｃｈｅａｐ　ｂｕｔ　ｇｌｏｂａｌｌｙ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｗｉｎｄ　ｆｉｅｌｄ［Ｃ］／厂ｗ０ｒｌｄ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．　Ｐａｒｉａ，２０１０：６０３—６０８．　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅｓｌＣ　Ｊ．２００８：１－５．　１２９　ＪＧＡＲＣＩＡ　Ｍ　Ｃ，ＳＡＮＺ—ＢＯＢＩ　Ｍ　Ａ，ＤＥＬ—ＰＩＣＯ　Ｊ．　ＳＩＭＡＰ：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏｒ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｖｅ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｈｅａｌｔｈ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ　ｏｆ　ａ　ｗｉｎｄ　［１７］杨益飞，潘伟，朱烧秋．垂直轴风力发电机技术综　述及研究进展［Ｊ］．中国机械工程，２０１３（５）：７０６—７０７．　［１　８］ＳＣＨＬＥＣＨＴ　Ｂ，ＧＵＴＹ　Ｓ　Ｍｕｌｔｉｂｏｄｙ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｄｒｉｖｅ　ｔｒａｉｎｓ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅｓ［Ｃ］．Ｆｉｆｔｈ　Ｗｏｒｌｄ　Ｃｏｎｇｒｅｓｓ　ｏｎ　Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ　Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ　２００２．２００２：１　９７．　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｇｅａｒｂｏｘ　ｌ　Ｊ　ｊ．Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ　ｉｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，２００６（６）：　５５２－５６８．　［１９］陈益广，王志强，沈勇环．直驱式方波永磁同步风　力发电机控制系统仿真ＥＪ］．系统仿真学报，２００９（１８）：　５８４９－５８５３．　［３０］蒋东翔，洪良友，黄乾，等．风力机状态监测与故　障诊断技术研究［Ｊ］．电网与清洁能源，２００８（３）：４２—４３．　　１３　１　ｌ　ＭＡＲＩＯ　Ｇ　Ｓ．Ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅｓ：Ｎｅｗ　ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ　ａｎｄ　ａｄｖａｎｃｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｌ　Ｊ　Ｊ．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｒｏｂｕｓｔ　ａｎｄ　Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　Ｃｏｎｔｒｏｌ，２００９（１９）：１－３．　［２Ｏ］任丽蓉．基于模糊控制的风机电动变桨距系统仿　真［Ｊ］．数字技术与机械加工工艺装备，２０１１（８）：６２—　６４．　Ｉ　３２　ＩＬＩＡＯ　Ｘ　Ｈ，ＳＵＮ　Ｚ，ＳＯＮＧ　Ｙ　Ｄ，ｅｔ　ａ１．Ｖａｒｉａｂｌｅ　ｓｐｅｅｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅｓ　ｕｓｉｎｇ　ｍｅｍｏｒｙ—．ｂａｓｅｄ　［２１］闫利文，艾存金，谢辉，等．基于ＡＭＥＳｉｍ的兆瓦　级风力发电机液压偏航系统仿真研究［Ｊ］．液压气动　与密封，２０１５（５）：２７—２８．　［２２］邹宇，李艳蓉，陈建炳，等．风力发电机偏航控制　ｆｉｉｒｎｇ　ａｎｇｌｅ　ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ　ｌ　Ｊ　Ｊ．ＡＳＭＥ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｌａｒ　Ｅｎｅｒｇｙ，２００８（３）：１０１９—１０２７．　（责任编辑孙琳）　Ｒｅｖｉｅｗ　ｏｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　Ｊｉａｎｇ　Ｈａｉｒｏｎｇ，Ｗａｎｇ　Ｙａｎｙａｎ　，Ｙａｎｇ　Ｍｉｎｇ　（Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２　１　００００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｙｐｅ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ａｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｃｏｎｃｅｐｔｓ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ａｎｄ　ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ，ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ，ｄｒｉｖｅ　ｓｙｓｔｅｍ，ｙａｗ　ｓｙｓｔｅｍ　ａｎｄ　ｓｏ　ｏｎ　ｉｓ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｆｕｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ａｒｅ　ａｌｓｏ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｗｈｏｌｅ　ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｉｎｔｅｒｎａｌ　ｉｍｐｅｌｌｅｒ　ｄｅｓｉｇｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄ　ｔｕｒｂｉｎｅ　ｇｅｎｅｒａｔｏｒ；ｄｅｓｉｇｎ　ｃｏｎｃｅｐｔ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　４８——　——