三一重能有限公司-SiemensPLMSoftware.PDF

能源与公用事业 三一重能有限公司 数字双胞胎驱动智能风机研发 产品 Simcenter 业务挑战 降低平准化发电成本（LCOE） 应对巨头林立的市场竞争压 力 利用先进的数字化技术提升 研发效率和质量 成功的关键 实施超低风速产品战略 创建风机的数字化双胞胎模 型 利用 LMS Samcef 求解器提 供的高精度柔性体动力仿真 三一重能基于西门子 Simcenter 3D 行一座发电资产在其生命周期内的成本除以 计算能力 实现高精度风机仿真 全生命周期发电量。为了降低该成本，风机 制造厂商必须不断创新，力求开发更大、更 建立参数化模型，减少研发 风电行业面临的挑战 轻和更智能的风机，从而降低风机的制造和 时间和成本 风能是世界上发展最快的新能源之一，然而 运维成本，并提高单机发电量。 将仿真模型与物理模型联立 风电行业在经过了过去十年的快速发展之后 简化并规范化计算和认证报 面临着巨大的挑战。对全行业来说，风电的 风能行业面临的另一个挑战是风场资源。经 告 经济性仍然饱受质疑。平准化发电成本—— 过过去 20 多年的发展，传统的高风速风场 - 资源已经被大量占用，风电行业必须开始挖 即 LCOE，是全行业公认的能源经济性衡量 成效 指标，通过在一致的基础上对不同的发电方 掘 低 风 速 的 风 场 资 源 ( 风 速 的下 限 约为 将风机设计以及风场设计的 法进行比较 LCOE 的计算方式是以建造和运 5~5.5m/ 秒 )。风电行业已经整体进入了低 效率提升 50% 风速时代。 将 LCOE 降低超过 10% /s imcenter 成果 （续上） 提升仿真精度和设计可靠性 降低维护成本，提高绩效 三一重能可以导入真实的风 风电企业在新产品研发时必须充分考虑上述 过去，传统风机开发过程中的流程脱节制约 场载荷，精确快速地计算动态 这些因素，这带来了一系列工程挑战。 着可靠性设计的质量。一方面负责载荷分析 响应，从而优化风机结构和控 和结构设计的部门在设计流程上存在脱节， 制系统设计。 工程挑战 双方在设计时都不得不进行大量的假设，而 风机是承受随机瞬态气动力激励的大型柔性 这些假设往往是不合适的。另一方面，在控 结构 , 而叶片、塔架、直驱电机或齿轮箱作 制程序设计和结构设计之间也存在流程脱 为风机的核心部件 , 由于复杂动态载荷的作 节，控制程序的设计人员必须假设给定载荷 用 , 常常面临失效或各类故障，高故障率一 工况下的结构响应是真实的，然而不幸的是， 直是风机全生命周期成本居高不下的罪魁祸 由于缺乏技术手段，结构部门往往无法快速 首。因此，可靠性一直是风机设计过程中的 给出真实的结构响应。