对风力涡轮机构造的确定制造技术

确定风力涡轮机构造。本发明专利技术涉及用于确定给定风力涡轮机类型的风力涡轮机的构造的方法和计算机系统，所述方法包括以下步骤：在数据库中存储风力涡轮机的能够变化的物理和控制参数的多个组合；确定目标位置处的多个风力流动特性；将定义性能参数、疲劳寿命估计、物理和控制参数的组合以及多个风力流动特性之间的关系的函数应用于数据库中的多个组合中的至少一些，以为那些组合确定所述性能参数和所述疲劳寿命估计的值；以及基于所述性能参数和疲劳寿命估计值，选择物理和控制参数的组合中的一个作为用于目标位置的风力涡轮机的构造。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对风力涡轮机构造的确定
本专利技术涉及用于确定风力涡轮机构造的计算机系统和方法，并且具体而言，涉及用于基于性能参数和疲劳寿命估计值来确定目标位置的风力涡轮机构造的方法。本专利技术还涉及一种用于制造风力涡轮机叶片的方法和装置。
技术介绍
风力涡轮机的额定功率在IEC61400中被定义为最大连续电功率输出，其中风力涡轮机被设计为在正常运行和外部条件下实现的。大型商用风力涡轮机通常被设计为20年的寿命，并且其额定功率输出考虑到该使用寿命。额定功率只有在风速高到足以支持满载荷运行时才能实现。除了按其额定功率输出进行分类外，风力涡轮机也按照其被设计成的风力状况进行分类。根据年均风速、湍流强度和特定地点的极端50年阵风，在IEC61400中对各种风力状况进行分类。IEC标准定义了可以合理地预计风力涡轮机运行的三类风力条件。这些被表示为I、II和III，I类定义最大风，III类定义最小风。在这些类别中，定义了三个湍流范围。它们分别表示为A、B和C，分别对应于高、中和低湍流。典型地，风力涡轮机设计基于针对所述IEC风力类别在涡轮机的20年寿命内预期的条件集合。为了被认为适合于给定的风力类别，风力涡轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定给定风力涡轮机类型的风力涡轮机的构造的方法，所述方法包括以下步骤：在数据库中存储所述风力涡轮机的能够变化的物理参数和控制参数的多个组合；确定目标位置处的多个风力流动特性；将定义性能参数、疲劳寿命估计、物理参数和控制参数的所述组合以及所述多个风力流动特性之间的关系的函数应用于所述数据库中的所述多个组合中的至少一些，以为那些组合确定所述性能参数和所述疲劳寿命估计的值；以及基于所述性能参数和疲劳寿命估计值，选择物理参数和控制参数的所述组合中的一个作为用于所述目标位置的所述风力涡轮机的所述构造。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.24 DK PA2014707311.一种用于确定给定风力涡轮机类型的风力涡轮机的构造的方法，所述方法包括以下步骤：在数据库中存储所述风力涡轮机的能够变化的物理参数和控制参数的多个组合；确定目标位置处的多个风力流动特性；将定义性能参数、疲劳寿命估计、物理参数和控制参数的所述组合以及所述多个风力流动特性之间的关系的函数应用于所述数据库中的所述多个组合中的至少一些，以为那些组合确定所述性能参数和所述疲劳寿命估计的值；以及基于所述性能参数和疲劳寿命估计值，选择物理参数和控制参数的所述组合中的一个作为用于所述目标位置的所述风力涡轮机的所述构造。2.根据权利要求1所述的方法，其中，针对所述目标位置或者在所述目标位置处的离散数量的风向区间中的一个或多个，所述多个风力流动特性包括以下中的至少两个：风速概率密度分布；风向；概率密度分布；平均湍流强度；湍流强度的概率密度分布；空气密度；空气密度的概率密度分布；极端风力；平均竖直风切变；竖直风切变的概率密度分布；平均水平风切变；水平风切变的概率密度分布；气流倾角；尾流效应。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述方法进一步包括确定所述目标位置处的环境条件的步骤，并且其中，所述函数定义了所述性能参数、所述疲劳寿命估计、所述多个风力流动特性和所述环境条件之间的关系。4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述目标位置处的所述环境条件的步骤包括：针对所述目标位置或者在所述目标位置处的离散数量的风向区间中的一个或多个，确定以下中的至少一个：年均环境温度、环境温度的概率密度分布、年均大气压力和大气压力的概率密度分布。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述性能参数包括以下中的至少一个：年能量生成；能量成本；叶片成本；塔架和地基成本；涡轮机成本；涡轮机寿命运行成本和收益性。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述疲劳寿命估计包括对所述风力涡轮机的一个或多个部件的疲劳载荷的计算。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述物理参数包括以下中的至少一个：轮毂高度；和转子直径。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在所述数据库中进行存储的步骤包括在所述数据库中存储多个转子直径，每个转子直径相差小于预定间隔。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述预定间隔约为10％，优选地约为5％，更优选地约为2％。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，针对所述目标位置或者在所述目标位置处的离散数量的风向区间中的一个或多个，所述控制参数包括以下中的至少一个：超额定控制；降额定控制；推力限制；高停止风力；噪声控制模式；低切入风速；以及低停止风速。11.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，选择所述组合中的一个的步骤包括：根据物理参数和控制参数的所述组合的性能参数值对物理参数和控制参数的所述组合进行排序，并且忽略具有低于疲劳寿命的阈值的疲劳寿命估计的任何组合。12.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，应用所述函数的步骤进一步包括使用一个或多个设计约束作为输入并且应用所述函数以使得不超过所述一个或多个设计约束。13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述一个或多个设计约束包括以下中的一个或多个：最大轮毂高度；最小轮毂高度；最大叶片长度；最小叶片长度；最小功率需求；最大功率需求；所述风力涡轮机的一个或多个部件的最大极限机械载荷；所述风力涡轮机的一个或多个部件的最大疲劳载荷；以及所述风力涡轮机的一个或多个部件的最大电载荷。14.一种用于确定给定风力涡轮机类型的风力涡轮机的构造的计算机系统，所述计算机系统包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·斯普鲁斯，K·黑尔斯，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK