极端风速模型风种子选择方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及极端风速模型风种子选择方法及装置，属于风力发电技术领域。方法为：对待选的m个风种子进行工况仿真；求出每个风种子工况仿真下至少两个位置对应的载荷变量最大值和最大值的平均值，以及每个风种子对应的各位置的载荷变量最大值与最大值的平均值的差异值；为各位置的差异值对应分配一个权重，利用权重计算方法，求出每个风种子不同位置下对应的差异总值；选取差异总值最小的风种子为目标风种子。采用本发明专利技术的选择方法与装置，可快速选择极端风速模型的风种子，大大缩短了载荷计算周期；同时避免了某个或几个极端风速模型导致的载荷异常，确保了载荷计算结果的合理性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及极端风速模型风种子选择方法及装置，属于风力发电

技术介绍
近几年，在世界范围内尤其是在中国，风电机组的装机容量持续快速提升，在市场利好的机遇下也对整机的设计提出了更高的要求。载荷计算是整机设计过程中不可或缺的环节，风载是机组的主要载荷来源，极端风力条件决定了机组的极限载荷，其中风电场50年一遇极端风速是风能资源的一个重要参数，它关系到风电场风机的选型及风机在寿命周期内(20年)的安全运行性能。极端风速模型(EWM)分为1年一遇极端风速模型(EWM1)及50年一遇极端风速模型(EWM50)；按照GL规范2003要求，以EWM50为例采用湍流风模型模拟时，需要通过多次迭代生成满足3s平均风速为1.4倍轮毂处基准风速的风种子。在仿真计算时要求采用不同初值的风种子，迭代的随机性使得生成满足要求的风种子耗费的时间很长，大大拖延了整机开发周期，增加了人力成本。在GL2010规范中采用“15选3”(从15个随机风种子按照一定评估程序选择3个代表性的风种子)方法进行载荷计算，但是需要提供选取风种子的载荷评估方法，目前存在的“15选3”方法过程相对复杂，且选取出来的风种子不具备代表性，不能保证载荷计算结果的合理性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供极端风速模型风种子选择方法及装置，用于解决现有技术中风种子选择耗费时间周期长和选择不合理的问题，保证风种子选择的快速性和合理性。为了实现上述目的，提供方案一：本专利技术的一种极端风速模型风种子选择方法，步骤如下：(1)对待选的m个风种子进行工况仿真；(2)求出每个风种子工况仿真下至少两个位置对应的载荷变量最大值和最大值的平均值，所述位置为风力发电机组的组成部分；(3)根据步骤(2)求出的载荷变量最大值与最大值的平均值，对于每个风种子，求出对应的各位置的载荷变量最大值与最大值的平均值的差异值；为各位置的差异值对应分配一个权重，利用权重计算方法，求出每个风种子不同位置下对应的差异总值；(4)选取差异总值最小的n个风种子为目标风种子，n为所需目标风种子个数；m>n，且m和n均为自然数。方案二：在方案一的基础上，步骤(2)中，所述位置为风力发电机组的叶根和塔顶，求出叶根对应的载荷变量最大值和最大值的平均值以及塔顶对应的载荷变量最大值和最大值的平均值方案三：在方案二的基础上，步骤(3)中，求出叶根对应的差异值DIFre1和塔顶对应的差异值DIFre2，为叶根和塔顶对应的差异值分别分配一个权重k1和k2，求出叶根和塔顶两个位置下对应的差异总值DIFre_sum＝k1*DIFre1+k2*DIFre2。方案四，在方案一的基础上，步骤(2)中，所述位置为风力发电机组的叶根、塔顶和塔底，求出叶根对应的载荷变量最大值和最大值的平均值塔顶对应的载荷变量最大值和最大值的平均值以及塔底对应的载荷变量最大值和最大值的平均值方案五，在方案四的基础上，求出叶根对应的差异值DIFre1、塔顶对应的差异值DIFre2和塔底对应的差异值DIFre3，为叶根、塔顶和塔底对应的差异值分别分配一个权重k1、k2和k3，求出叶根、塔顶和塔底三个位置下对应的差异总值DIFre_sum＝k1*DIFre1+k2*DIFre2+k3*DIFre3。方案六，在方案五的基础上，叶根对应的差异值塔顶对应的差异值塔底对应的差异值方案七，在方案五的基础上，k1:k2:k3＝1:1:1。方案八，在方案一的基础上，m＝15，n＝3。方案九，在方案一的基础上，步骤(1)中，进行工况仿真时，参考偏航、风剪切系数和湍流强度。方案十，本专利技术的一种极端风速模型风种子选择装置，包含：仿真单元：用于对待选的m个风种子进行工况仿真；均值单元：用于求出每个风种子工况仿真下至少两个位置对应的载荷变量最大值和最大值的平均值，所述位置为风力发电机组的组成部分；差值单元：用于求出的载荷变量最大值与最大值的平均值，对于每个风种子，求出对应的各位置的载荷变量最大值与最大值的平均值的差异值，为各位置的差异值对应分配一个权重，利用权重计算方法，求出每个风种子不同位置下对应的差异总值；选取单元：用于选取差异总值最小的n个风种子为目标风种子，n为所需目标风种子个数；m>n，且m和n均为自然数。方案十一，在方案十的基础上，均值单元中，所述位置为风力发电机组的叶根和塔顶，求出叶根对应的载荷变量最大值和最大值的平均值以及塔顶对应的载荷变量最大值和最大值的平均值方案十二，在方案十一的基础上，差值单元中，求出叶根对应的差异值DIFre1和塔顶对应的差异值DIFre2，为叶根和塔顶对应的差异值分别分配一个权重k1和k2，求出叶根和塔顶两个位置下对应的差异总值DIFre_sum＝k1*DIFre1+k2*DIFre2。方案十三，在方案十的基础上，均值单元中，所述位置为风力发电机组的叶根、塔顶和塔底，求出叶根对应的载荷变量最大值和最大值的平均值塔顶对应的载荷变量最大值和最大值的平均值以及塔底对应的载荷变量最大值和最大值的平均值方案十四，在方案十三的基础上，差值单元中，求出叶根对应的差异值DIFre1、塔顶对应的差异值DIFre2和塔底对应的差异值DIFre3，为叶根、塔顶和塔底对应的差异值分别分配一个权重k1、k2和k3，求出叶根、塔顶和塔底三个位置下对应的差异总值DIFre_sum＝k1*DIFre1+k2*DIFre2+k3*DIFre3。方案十五，在方案十四的基础上，叶根对应的差异值塔顶对应的差异值塔底对应的差异值方案十六，在方案十四的基础上，k1:k2:k3＝1:1:1。方案十七，在方案十的基础上，m＝15，n＝3。方案十八，在方案十的基础上，仿真单元中，进行工况仿真时，参考偏航、风剪切系数和湍流强度。方案十九，本专利技术的一种极端风速模型风种子选择方法，包含以下步骤：(1)对待选的m个风种子进行工况仿真；(2)求出每个风种子工况仿真下一个位置对应的载荷变量最大值和最大值的平均值，所述位置为风力发电机组的组成部分；(3)根据步骤(2)求出的载荷变量最大值与最大值的平均值，对于每个风种子，求出所述位置的载荷变量最大值与最大值的平均值的差异值；(4)选取差异值最小的n个风种子为目标风种子，n为所需目标风种子个数；m>n，且m和n均为自然数。方案二十，在方案十九的基础上，m＝15，n＝3。方案二十一，本专利技术的一种极端风速模型风种子选择装置，包含：仿真单元：用于对待选的m个风种子进行工况仿真；均值单元：用于求出每个风种子工况仿真下一个位置对应的载荷变量最大值和最大值的平均值，所述位置为风力发电机组的组成部分；差值单元：用于根据均值单元求出的载荷变量最大值与最大值的平均值，对于每个风种子，求出所述位置的载荷变量最大值与最大值的平均值的差异值；选取单元：用于选取差异值最小的n个风种子为目标风种子，n为所需目标风种子个数；m>n，且m和n均为自然数。方案二十二，在方案二十一的基础上，m＝15，n＝3。本专利技术的有益效果是：采用本专利技术的技术方案，对风种子进行工况仿真，统计每个风种子工况仿真下位置的载荷变量的最大值、最大值的平均值，以及载荷变量最大值与最大值的平均值的差异值，进而选取出差异值或差异总值最小的风种子为目标风种子；这样的选择过程缩短了风种子选择本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极端风速模型风种子选择方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)对待选的m个风种子进行工况仿真；(2)求出每个风种子工况仿真下至少两个位置对应的载荷变量最大值和最大值的平均值，所述位置为风力发电机组的组成部分；(3)根据步骤(2)求出的载荷变量最大值与最大值的平均值，对于每个风种子，求出对应的各位置的载荷变量最大值与最大值的平均值的差异值；为各位置的差异值对应分配一个权重，利用权重计算方法，求出每个风种子不同位置下对应的差异总值；(4)选取差异总值最小的n个风种子为目标风种子，n为所需目标风种子个数；m>n，且m和n均为自然数。

【技术特征摘要】
1.一种极端风速模型风种子选择方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)对待选的m个风种子进行工况仿真；(2)求出每个风种子工况仿真下至少两个位置对应的载荷变量最大值和最大值的平均值，所述位置为风力发电机组的组成部分；(3)根据步骤(2)求出的载荷变量最大值与最大值的平均值，对于每个风种子，求出对应的各位置的载荷变量最大值与最大值的平均值的差异值；为各位置的差异值对应分配一个权重，利用权重计算方法，求出每个风种子不同位置下对应的差异总值；(4)选取差异总值最小的n个风种子为目标风种子，n为所需目标风种子个数；m>n，且m和n均为自然数。2.根据权利要求1所述的风种子选择方法，其特征在于，步骤(2)中，所述位置为风力发电机组的叶根和塔顶，求出叶根对应的载荷变量最大值和最大值的平均值以及塔顶对应的载荷变量最大值和最大值的平均值3.根据权利要求2所述的风种子选择方法，其特征在于，步骤(3)中，求出叶根对应的差异值DIFre1和塔顶对应的差异值DIFre2，为叶根和塔顶对应的差异值分别分配一个权重k1和k2，求出叶根和塔顶两个位置下对应的差异总值DIFre_sum＝k1*DIFre1+k2*DIFre2。4.根据权利要求1所述的风种子选择方法，其特征在于，步骤(2)中，所述位置为风力发电机组的叶根、塔顶和塔底，求出叶根对应的载荷变量最大值和最大值的平均值塔顶对应的载荷变量最大值和最大值的平均值以及塔底对应的载荷变量最大值和最大值的平均值5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹胜平，程林志，刘晓辉，谢金娟，耿丽红，吴敏，苏中莹，黄晓波，贾晓，吴国娟，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许昌许继风电科技有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南;41