一种确定偏航驱动设计载荷的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种确定偏航驱动设计载荷的方法及装置，应用于风力发电机组系统，所述方法包括：确定风力发电机组全寿命期的偏航风载荷概率分布；对偏航风载荷概率分布进行曲线拟合获取偏航风载荷累计概率密度函数曲线；使用6σ概率线与偏航风载荷累计概率密度函数曲线的交点确定偏航风载荷最大值；确定与偏航风载荷最大值和获取的偏航刹车力矩相匹配的偏航驱动器设计载荷。获取6σ概率线与偏航风载荷累计概率密度函数曲线的交点，根据交点确定合适的极限风力发电机组偏航风载荷，确定了合适的极限风力发电机组偏航风载荷，进而有效的降低了风力发电机组偏航系统的设计成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电机组系统设计
，更具体地说，涉及一种确定偏航驱动设计载荷的方法及装置。
技术介绍
风力发电机组的偏航过程是由偏航软启动器保护偏航电机进行启动，启动后软启动器被旁路，通过马达保护开关偏航电机进行偏航，在偏航的整个过程中，偏航刹车提供一部分保持力矩以维持风力发电机组的稳定偏航。风力发电机组的偏航驱动器是风力发电机组实现偏航过程的重要部分，因此如何有效的实现对风力发电机组的偏航驱动器设计是目前亟待解决的问题。偏航驱动器设计载荷是风力发电机组偏航驱动器设计的基础。目前，在对偏航驱动器设计载荷时，主要是根据基于GL(Germanischer Lloyd)/IEC(International Electrotechnical Commission)设计规范中工况定义对工况进行计算机模拟，获取多个风力发电机组的偏航风载荷值，并从多个风力发电机组的偏航风载荷值中选取最大的值作为偏航风载荷的最大值，根据由偏航刹车获取的偏航保持力矩及偏航风载荷的最大值确定偏航驱动设计载荷，进而完成对偏航驱动器的选型设计。现有的偏航驱动设计方法尽管实现了偏航系统的设计需求，但往往由于极限风力发电机组偏航风载荷较大且发生的次数较少，以至于直接选取风力发电机组载荷的极限值的偏航驱动设计成本较高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种确定偏航驱动设计载荷的方法及装置，用以降低风力发电机组偏航系统的设计成本。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一方面，本专利技术提供了一种确定偏航驱动设计载荷的方法，应用于风力发电机组系统，包括：确定风力发电机组全寿命期的偏航风载荷概率分布；对所述偏航风载荷概率分布进行曲线拟合获取偏航风载荷累计概率密度函数曲线；使用6σ概率线与所述偏航风载荷累计概率密度函数曲线的交点确定偏航风载荷最大值；确定与所述偏航风载荷最大值和获取的偏航刹车力矩相匹配的偏航驱动器设计载荷。优选的，所述根据6σ概率线与所述偏航风载荷累计概率密度函数曲线确定偏航风载荷最大值包括：获取所述6σ概率线与所述偏航风载荷累计概率密度函数曲线的第一交点和第二交点；分别对所述第一交点和所述第二交点取绝对值；判断取绝对值之后的所述第一交点是否大于取绝对值之后的所述第二交点，如果是，则将所述第一交点的绝对值确定为最大值；如果否，则将所述第二交点的绝对值确定为最大值。优选的，所述确定风力发电机组全寿命期的偏航风载荷概率分布包括：分别获取不同风速下各偏航风载荷发生概率的正态分布拟合曲线和不同风速对应的概率分布；采用所述正态分布拟合曲线和所述概率分布确定风力发电机组全寿命期的偏航风载荷概率分布。优选的，在获取不同风速下各偏航风载荷发生概率的正态分布拟合曲线前包括：对设计规范中工况定义对工况进行模拟，获取多个所述风力发电机组偏航风载荷。优选的，所述确定与所述偏航风载荷最大值和获取的偏航刹车力矩相匹配的偏航驱动器设计载荷包括：按照下述公式确定所述偏航驱动器设计载荷T驱动极限＝T极限风载+T保持力矩式中，T驱动极限为偏航系统设计所需的最大驱动力矩，T极限风载为偏航运行工况的极限风载荷，T保持力矩为偏航运动过程中克服的偏航刹车力矩。另一方面，本专利技术提供了一种确定偏航驱动设计载荷的装置，应用于风力发电机组系统，包括：第一确定单元，用于确定风力发电机组全寿命期的偏航风载荷概率分布；获取单元，用于对所述偏航风载荷概率分布进行曲线拟合获取偏航风载荷累计概率密度函数曲线；第二确定单元，用于使用6σ概率线与所述偏航风载荷累计概率密度函数曲线的交点确定偏航风载荷最大值；第三确定单元，用于确定与所述偏航风载荷最大值和获取的偏航刹车力矩相匹配的偏航驱动器设计载荷。优选的，所述第二确定单元包括：第一获取单元，用于获取所述6σ概率线与所述偏航风载荷累计概率密度函数曲线的第一交点和第二交点；计算单元，用于分别对所述第一交点和所述第二交点取绝对值；判断单元，用于判断取绝对值之后的所述第一交点是否大于取绝对值之后的所述第二交点，如果是，则将所述第一交点的绝对值确定为最大值；如果否，则将所述第二交点的绝对值确定为最大值。优选的，所述第一确定单元包括：第二获取单元，用于分别获取不同风速下各偏航风载荷发生概率的正态分布拟合曲线和不同风速对应的概率分布；第四确定单元，用于采用所述正态分布拟合曲线和所述概率分布确定风力发电机组全寿命期的偏航风载荷概率分布。优选的，所述装置还包括：第三获取单元，用于对设计规范中工况定义对工况进行模拟，获取多个所述风力发电机组偏航风载荷。优选的，所述第三确定单元包括：第五确定单元，用于按照下述公式确定所述偏航驱动器设计载荷T驱动极限＝T极限风载+T保持力矩式中，T驱动极限为偏航系统设计所需的最大驱动力矩，T极限风载为偏航运行工况的极限风载荷，T保持力矩为偏航运动过程中克服的偏航刹车力矩。与现有技术相比，本专利技术的优点如下：本专利技术提供的一种确定偏航驱动设计载荷的方法，获取6σ概率线与偏航风载荷累计概率密度函数曲线的交点，根据交点确定合适的极限风力发电机组偏航风载荷，与现有技术中极限风力发电机组偏航风载荷较大且发生的次数较少相比，本专利技术提供的确定偏航驱动设计载荷的方法确定了合适的极限风力发电机组偏航风载荷，进而有效的降低了风力发电机组偏航系统的设计成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种确定偏航驱动设计载荷的方法的一种流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种确定偏航驱动设计载荷的方法的另一种流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种确定偏航驱动设计载荷的方法的一种流程图；图4为本专利技术实施例提供的一种某个风速下偏航风载荷的正态分布拟合曲线图；图5为本专利技术实施例提供的一种典型累计概率密度函数曲线图；图6为本专利技术实施例提供的一种确定偏航驱动设计载荷的装置的一种结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种确定偏航驱动设计载荷的装置的一种子结构示意图；图8为本专利技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定偏航驱动设计载荷的方法，应用于风力发电机组系统，其特征在于，包括：确定风力发电机组全寿命期的偏航风载荷概率分布；对所述偏航风载荷概率分布进行曲线拟合获取偏航风载荷累计概率密度函数曲线；使用6σ概率线与所述偏航风载荷累计概率密度函数曲线的交点确定偏航风载荷最大值；确定与所述偏航风载荷最大值和获取的偏航刹车力矩相匹配的偏航驱动器设计载荷。

【技术特征摘要】
1.一种确定偏航驱动设计载荷的方法，应用于风力发电机组系统，其特
征在于，包括：
确定风力发电机组全寿命期的偏航风载荷概率分布；
对所述偏航风载荷概率分布进行曲线拟合获取偏航风载荷累计概率密度
函数曲线；
使用6σ概率线与所述偏航风载荷累计概率密度函数曲线的交点确定偏
航风载荷最大值；
确定与所述偏航风载荷最大值和获取的偏航刹车力矩相匹配的偏航驱动
器设计载荷。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据6σ概率线与所
述偏航风载荷累计概率密度函数曲线确定偏航风载荷最大值包括：
获取所述6σ概率线与所述偏航风载荷累计概率密度函数曲线的第一交
点和第二交点；
分别对所述第一交点和所述第二交点取绝对值；
判断取绝对值之后的所述第一交点是否大于取绝对值之后的所述第二交
点，如果是，则将所述第一交点的绝对值确定为最大值；如果否，则将所述
第二交点的绝对值确定为最大值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定风力发电机组全
寿命期的偏航风载荷概率分布包括：
分别获取不同风速下各偏航风载荷发生概率的正态分布拟合曲线和不同
风速对应的概率分布；
采用所述正态分布拟合曲线和所述概率分布确定风力发电机组全寿命期
的偏航风载荷概率分布。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在获取不同风速下各偏航
风载荷发生概率的正态分布拟合曲线前包括：
对设计规范中工况定义对工况进行模拟，获取多个所述风力发电机组偏
航风载荷。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定与所述偏航风载
荷最大值和获取的偏航刹车力矩相匹配的偏航驱动器设计载荷包括：
按照下述公式确定所述偏航驱动器设计载荷
T驱动极限＝T极限风载+T保持力矩式中，T驱动极限为偏航系统设计所需的最大驱动力矩，T极限风载为偏航运行工
况的极限风载荷，T保持力矩为偏航运动过程中克服的偏...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，陶友传，文茂诗，李顺建，
申请(专利权)人：中船重工重庆海装风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85