摘要：风力发电通信塔是集风力发电基础设施和传统通信塔基站于一体的塔式结构。风力发电通信塔的结构需要承受荷载，并且还要承载着发电设备的重力，总之受力比较复杂，为了节约能源，我国现在提高了风力发电通信塔的技术水平，并且提高了偏远地区的通信网的覆盖率，这对提高我国的经济发展效率具有十分重要的意义，本文对风力发电通信塔的减振控制进行研究，以供业内人士参考。
关键词：风力发电；通信塔；减振控制
引言：如今，我国以往使用的能源不断被消耗，甚至被浪费，这就造成了资源的枯竭，同时会产生一定的环境问题，风能由于自身具有优良的特点，具有其他能源无法比拟的优势，在当前受到了国内外的广泛的重视，我国的风能资源丰富，并且其前景广阔，但是由于技术问题，风能不足以支持我国的产业发展，所以，为了能够尽可能使用风能，这就需要我国的科学家不断地研究，以促进我国的发展。
1.风力发电通信塔的概念
普通通信塔的主要目标是通信。为了满足通信安装和高空安装的要求，有必要建立高塔悬挂设备。当使用风力发电时，需要建造一座新的通讯塔。风力通信塔实现了两个目标，一个是通信，另一个是风力发电。两者紧密结合，满足了不同的需求，实现成本节约和更有效地利用风能。
由于基站通常位于偏远地区，基站的可靠性需要更高的技术和通信塔的安全运行来保证，以避免高额的维护成本。由于通风和电柱通常位于风力较高的地区或地形上，全年风的压力很大，所以工作方式也很复杂，通信塔必须保证结构的可靠性。
2.风力发电通信塔的优势
2.1有效保证供电的连续性
一般来说，风能应该是每天都可以产生的。当电池向塔提供能量达到一定的值（之前设置）时，风力发电机会在此时补充能量。当传统的基站发生大停电时，无法及时补充通讯塔。如果使用柴油发动机发电，则就会对运输和维护部门的工作产生较大的压力。
2.2有效节省电量的损耗
目前，每个基站耗电量超过500瓦，这意味着每次电力减少1千瓦，就可以节省0.5公斤煤和4升水，减少1.1千克的温室气体排放。这样还能够为维护风力通信塔减少成本，通常，受到闪电袭击的基站位于山区或沙漠中。通常情况下，基站使用架空电源将公用电源引入计算机室。在这段时间里，电力波动通常相对较大，所以即使相位线的电压异常升高，防雷装置也会在导线的电压上工作很长时间。长时间可能导致防雷模块受损。
风力通信塔不需要架线来进行城市供电;其次，风力发电机和塔本身就是铁质的，可以通过地基、地基钢筋或其他电线直接与地面相连。此外，风力通信塔的横断面面积通常较大，对接地的阻力将相对较小。与此同时，当风能产生时，为了保护后面的设备，控制器本身有一个避雷针。传统的发电站中阻塞模块经常被破坏:电网波动、相位差不对称，而这个问题并不存在于风力通信塔中，因为三相风力涡轮机发电机总是平衡的。
2.3有效节约基础设施的建设成本
传统的风能与太阳能互补基站需要诸如塔架塔，太阳能基站，风力发电基站，机房等基础设施。当风力涡轮机和通信塔一体化时，不需要建造新的风机基础和塔架，从而大大节省了基站的成本。
3.风力发电通信塔的减振控制研究
风力通信塔，主要是因为顶部的正迎风面高，而且一般条件较差，对风力载荷的影响比普通通信塔更大，上部的移动必然会更大。第二，风力塔，即通信塔，应悬挂在通信设备的顶部，考虑到对无线技术人员的要求，包括后来扩大通信服务面积的需要。由于在没有减震器的情况下，风力通讯塔的上部移动超过了更高标准的要求，就必须使用相关措施来进行减震控制。
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3.1减振控制方法
常用的振动控制方法有主动控制、被动控制、半主动控制和混合控制。传统的振动管理方法包括主动、被动、半主动和混合控制。首先，进行主动的控制管理是将能量引入风力通信塔的结构中，以减少外部环境所需的波动，从而实现减少结构性波动的目标。主动性管理的好处包括: 其控制振动的效果较好，具有普适性，良好的经济性(相对于重要的特殊结构的成本)，良好和有效的折旧性能。然而，对于管理系统的稳定性、能源问题、经济问题和日常管理系统的维护存在问题。
第二，被动控制，被动减振控制是通过结构对能源的消耗来实现的，即吸收振动的技术安装在结构的正确部分。每个能量消耗器都不一样，工作机制也不一样。无论能量消耗器如何将能量分散到输入结构中，都会降低结构的振动反应。避免结构破坏，实现振动控制目标。基本原理:在需要衰减的结构中，被动减振控制起作用。与此同时，能量干扰装置将从振动的输入结构中产生大量的能量消耗，使结构消耗振荡能量大大减少，不会因为输入振动的能量而损害结构。像节能装置这样的折旧方法有明显的好处:效果是显而易见的，具体有一定的安全性、能够确保其实现稳定的运行。因此，它们现在被成功地用来调节不同工程结构的折旧。目前，被动控制的一般操作是将一般结构的基本组成部分设计成支承，或在结构的某个点设置减振器。
一旦发生大风的情况或者发生较低级别的地震的时候，这些元件足以能够支承横向波度的振幅，以确保设备的正常运行，一旦发生较大的风力天气或者较大震感的地震的时候，其耗能装置也能够迅速进行工作，确保风力通信塔的正常运作，被动控制具有以下的优点：第一，可以在传统的建筑中进行使用，并且能将传统建筑中的部分结构用来当做耗能元件，在振动中，有些重要部件因能量耗散而损坏。地震发生后，主体结构遭到一定的破坏，整体结构可能倒塌。目前，能耗元件的安装是一个非结构性的重要元件，也是一个外部元件。因此，无论这些部件受到多大的破坏，都不会危及主体结构的安全。第二点，与传统的元件相比，如今的设备具有一些不可比拟的优势，整个结构可以循环使用。根据上述两点，将高楼大厦结构的高强设防区结构、超高层结构和在民用范围内的抗震、抗风等方面都应用了耗能系统。
第三，半主动控制及混合控制，半主动控制主要是基于被动控制的工作环境下，对风力通信塔的减振进行适当的干预，这样能够使得达到效果和经济效益的双赢，混合控制就是将被动控制和主动控制相结合，另外主要是在主动控制的结构中进行减振的相关数据计算，可以看到，被动控制系统是否具有计划中的效果，另外，一旦被动减振控制出现问题不能正常运作，那么就可以使用主动减振控制来进行对风力通信塔的减振控制工作。
4.风力通信塔减振控制的未来研究趋势
随着我国风力发电事业的不断发展，对风力通信塔的减振控制研究仍在继续研究中，并且通信塔的结构朝向大规模方向发展，其高度往往超过了100米，并且其结构在发生地震或风力等级较大的天气的时候能够有效的进行对通信塔进行减振控制，对于风力通信塔来说，这种结构具有显著的优势，也不会再较大动力负荷的情况下出现弯曲变形等情况。
5.结束语
对于风力通讯塔来说，如果塔身出现变形弯曲等形态上的变化，那么则可能会影响到风力通信电塔的正常工作，降低其工作的效率，并且让风力通信塔较为频繁的振动也会缩短其使用的寿命，甚至严重的情况会导致塔身的损害，甚至塔身的倾倒，这样就会对工作产生不可预估的损失，如今，我国在这方面不断地进行研究，努力研究风力通信塔的减振控制，防止在灾害天气或其他意外情况下出现负面影响，阻碍风力通讯塔的正常运行。
6.参考文献
［1］三菱重工业株式会社．减振装置、风力发电装置和减振方法［P］．中国专利:CN102893052A，2013－01－23．
［2］同济大学．阻尼减振装置及使用该装置的风力发电高塔［P］．中国专利:CN102146975，2011－08－10．
［3］同济大学．一种减振装置及使用该装置的风力发电高塔［P］．中国专利:CN202040268，2011－11－16．
论文作者:王小祥1,王力智2
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第08期
论文发表时间:2019/7/15
标签：风力论文; 通信论文; 结构论文; 减振论文; 风力发电论文; 基站论文; 风能论文; 《城镇建设》2019年第08期论文;