目前中国尚需在以下几个方面对风电机组的抗震性能作研究:
(1)风电机组的结构动力特性。这是研究风电机组地震响应的基础工作,必须基于实际的风电机组原型,通过数值计算和现场实测掌握其自振周期、振动模态特性。风电机组的结构阻尼是另外一个需要研究的方面,需要通过现场实测来确定。目前中国的风电机组分布地域广、类型多,因此需要大量的数据样本来实施这一研究。这一工作的困难在于实际的风电机组参数难于获得,有必要联合制造商、施工方和运营方,共同进行研究。
(2)风电机组的有限元模型。如前所述,用beam 单元即可准确模拟其在停机状况下的地震响应。但对风电机组运转的状况,存在风荷载、机械控制荷载和地震荷载的联合作用,这一方面尚需更加精细的工作,必须联合空气动力学、机电控制和地震工程方面的专家攻关。
(3)风电机组在停机状态下的地震响应。在(1)解决的前提下,这一工作即不存在技术难度。完全可以沿用建筑结构抗震的方法,并考虑叶片分布质量的影响,即可解决这一问题。
(4)风电机组在运转状态下的地震响应。要解决这一问题,其关键是完成工作(2)。需要解决风和地震以任意方向组合的荷载计算问题,以及地震时临时停机的荷载计算问题。
在这四个方面的问题都解决之后,可以根据工程需要,编写中国的风电机组抗震设计标准,其体例可以沿用《建筑抗震设计规范》,对风和地震的联合作用,则需要在数值模拟的基础上,提出简单易用的设计公式。