应力区间分布分析

为了得到应力区间分布，首先需要从应力记录中对应力循环周期进行计数。有多种循环周期计数方法，如:峰值计数法、区间计数法和雨流计数法。

为风力发电机的某个结构部件建立应力区间分布时，需要考虑各种运行条件，包括:发电、起动切入和起动切出、停机切入和停机切出、空转和停机、偏航错位。起动和停机是短时运行条件，很难断定该结构部件的应力分布。发电运行期间，可以假设短时（如10min)内的运行条件为静态的。10min内可以认为轮毂高度的风气候参数，如平均风速和湍流强度，为常数。在这个短时的静态条件下，导致该结构部件应力区间的应力响应过程可以认为是静态过程。在静态条件下，应力区间通常近似遵循威布尔分布，符合对风频分布的预期。

为了表达不遵循威布尔分布的应力区间分布，通常需要对威布尔分布进行修正。最简单的修正方法为三参数的威布尔累计分布^[116]:

式中a、B和S_A——分布参数，通常可以用平均风速和湍流强度的方程表达。

当以10min平均风速和湍流强度为条件的短时应力区间分布建立后，还需要建立长期的应力区间分布。首先需评估风力发电机生命周期内的总应力循环次数，然后该生命周期内全部应力区间的复合分布就建立了。该复合分布本身通常可以用威布尔分布表示。(www.xing528.com)

为了尽量减小风力发电机的应力区间，延长关键受力部件材料的疲劳寿命，就必须在微观选址时对每台风力发电机轮毂高度的湍流强度予以极其严格的评估。由于自然条件下，对湍流强度模拟的难度极大，因此通常采用保守处理，以确保风力发电机能够安全运行20年。

为了获得生命周期内全部疲劳载荷的分布，该复合分布必须对切入、切出、停机、空转和偏航错位产生的应力区间进行补偿，并一起构成累积的载荷分布。因此，风力发电机的工作周期就变得至关重要。工作周期为运行的重复周期，用不同运行模式的典型轮替和持续时间表征。

起动被认为是风力发电机潜在的严重载荷。原因之一是当发电机切入电网时，可以在传动链和叶轮产生很高的短时载荷。通常需要区分切入风速的起动和稍低于切出风速的起动。当风力发电机停机时，通常需要区分稍低于切入风速的停机和切出风速的停机，因为后者伴随着较大的空气动力载荷。通常认为低于切入风速的停机和空转（待机)的载荷不重要。偏航错位的疲劳载荷可能十分关键^[116]。