一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法技术

一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法，选择标准设计的风机组；对标准风机组进行载荷测试；对标准风机组的运行状态分类；将新机组除塔筒部件外，其他机械部件和标准风机一致；将新机组的变桨电机相关参数调整为和标准风机组一致；将新机组除了塔筒频率外，其他的主控功能和参数设置为和标准风机组一致；新机组和标准风机组的塔筒载荷满足塔筒载荷时序一致性原则；筛选塔筒极限载荷工况库。本发明专利技术通过建立塔筒极限载荷工况库。随着数据库逐步积累，可以获得1MW、2MW、3MW平台塔筒高度设计范围边界，形成新型塔筒开发数据库；采用新型数据库，在塔筒高度设计范围内，可以快速定制化不同塔筒高度极限载荷，满足市场快速发展和迭代的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法
本专利技术涉及塔筒极限载荷评估
，具体涉及一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法。
技术介绍
随着风力发电机组轮毂高度逐渐增高，1.5MW、2MW、3MW、4MW国产风机轮毂高度已覆盖61.5米到150米。随着国内风机降本增效工作逐步开展，国内机组轮毂高度细分为61.5m、65m、70m、75m、85m、90m、95m、100m、120m、125m、130m、135m、140m、150m几个档位。风机轮毂高度增多，大幅提高风机塔筒部件载荷评估工作量。风电行业传统塔筒载荷计算方法，主要基于IEC-61400或GL风力发电机设计标准的设计载荷工况，载荷工况有三级类别：一级类别：设计载荷工况，共22个；二级类别：基于不同风况、不同故障，分为约102个载荷工况组；三级类别：基于不同的随机湍流风、风向对准偏差、风轮方位角、故障时刻，分为约2200个载荷子工况；传统塔筒载荷评估方法需完成所有子工况，一个子工况约需10分钟，完整2200个工况，需要1台双核计算机需要7.6天完成计算。随着国内风电行业快速发展，不同兆瓦级、不同风轮直径、不同齿轮箱速比、不同轮毂高度需求旺盛，传统计算方法逐渐无法满足国内风电行业快速发展需求，逐步制约新机型开发、进入市场速度。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法，克服了现有技术的不足，通过建立塔筒极限载荷工况库。随着数据库逐步积累，可以获得1MW、2MW、3MW平台的塔筒高度设计范围边界，形成新型塔筒开发数据库；采用新型数据库，在塔筒高度设计范围内，可以快速定制化不同塔筒高度极限载荷，满足市场快速发展和迭代的需求。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法，包括以下步骤：步骤S1：选择一个基于IEC-61400ed.32005或GLed.2010标准设计的风机组；步骤S2：对标准设计的风机组进行载荷测试，计算等效载荷；步骤S3：获取标准设计的风机组的SCADA数据，并对数据按照标准设计的风机组的运行状态分类；步骤S4：选择一个新的风机组，将新机组除塔筒部件外，其他机械部件和标准设计的风机一致；步骤S5：将新机组的变桨电机响应频率、偏航电机运行转速、变频器响应时间调整为和标准设计的风机组一致；步骤S6：将新机组除了塔筒频率的相关主控参数外，其他的主控功能和参数设置为和标准设计的风机组一致；步骤S7：新机组和标准设计的风机组的塔筒关键载荷满足塔筒载荷时序一致性原则；步骤S8：基于标准设计的风机组可以筛选出塔筒极限载荷工况库。优选地，所述步骤S4中所选择的新的风机组的与标准设计的风机组的塔筒类型相同。优选地，所述步骤S7中，塔筒载荷时序一致性原则的评估方式包括以下步骤：步骤S7.1：对新机组和标准设计的风机组的塔顶弯矩和塔顶扭矩的载荷时序波峰、波谷进行比较，满足塔顶弯矩和塔顶扭矩载荷时序波峰、波谷符合度较好，极大值绝对值差异较小；步骤S7.2：塔底弯矩载荷时序波峰、波谷符合度较好，高塔筒、低塔筒的塔底弯矩差和距离塔顶高度差满足线性化关系。优选地，所述步骤S8具体包括以下步骤：步骤S8.1：基于标准设计的风机组塔筒的极限载荷列表，筛选极限载荷Top5的设计载荷工况；步骤S8.2：在5个设计载荷工况中，筛选极限载荷Top5的载荷工况组；步骤S8.3：在载荷工况组，保留全部载荷子工况。本专利技术提供了一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法。具备以下有益效果：通过建立塔筒极限载荷工况库。随着数据库逐步积累，可以获得1MW、2MW、3MW平台的塔筒高度设计范围边界，形成新型塔筒开发数据库；采用新型数据库，在塔筒高度设计范围内，可以快速定制化不同塔筒高度极限载荷，满足市场快速发展和迭代的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1本专利技术提供的塔筒极限载荷快速评估方法的流程示意图；图2本专利技术中塔顶弯矩载荷时序图；图3本专利技术中塔顶扭矩载荷时序图；图4本专利技术中塔底弯矩载荷时序图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。如图1-4所示，一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法，包括以下步骤：步骤S1：选择一个基于IEC-61400ed.32005或GLed.2010标准设计的风机组；步骤S2：对标准设计的风机组进行载荷测试，计算等效载荷，需要完整计算全部类型设计载荷工况；步骤S3：获取标准设计的风机组的SCADA数据，并对数据按照标准设计的风机组的运行状态分类；步骤S4：选择一个新的风机组，将新机组除塔筒部件外，其他机械部件和标准设计的风机一致；步骤S5：将新机组的变桨电机响应频率、偏航电机运行转速、变频器响应时间调整为和标准设计的风机组一致；步骤S6：将新机组除了塔筒频率的相关主控参数外，其他的主控功能和参数设置为和标准设计的风机组一致；步骤S7：新机组和标准设计的风机组的塔筒关键载荷满足塔筒载荷时序一致性原则；步骤S8：基于标准设计的风机组可以筛选出塔筒极限载荷工况库。进一步的，由于风电行业塔筒分为柔性塔筒和刚性塔筒，由于两类塔筒频率差异、振动抑制策略不同，因此在步骤S4中所选择的新的风机组的与标准设计的风机组的塔筒类型相同。进一步的，由于风机包含叶片、机械传动链(主轴、齿轮箱、发电机等)、变桨轴承、偏航轴承等转动部件，也包含机舱底板、塔筒、基础等支撑部件，属于一类复杂型多体动力学机构。新机组的塔筒载荷，除了承受空气动力学载荷、转动惯量载荷、重力载荷外，还承受叶片、机械传动链、塔筒的模态耦合。经过1MW、2MW、3MW不同机组塔筒载荷时序分析，当新塔筒模态和叶片、机械传动链耦合后，容易受风轮1p,3p,6p影响，显著影响塔筒载荷波动。在步骤S7中，塔筒载荷时序一致性原则的评估方式包括以下步骤：步骤S7.1：对新机组和标准设计的风机组的塔顶弯矩和塔顶扭矩的载荷时序波峰、波谷进行比较，满足塔顶弯矩和塔顶扭矩载荷时序波峰、波谷符合度较好，极大值绝对值差异较小；如图2所示为塔顶弯矩载荷时序，如图3所示为塔顶扭矩载荷时序；步骤S7.2：塔底弯矩载荷时序波峰、波谷符合度较好，高塔筒、低塔筒的塔底弯矩差和距离塔顶高度差满足线性化关系。如图4所示为塔底弯矩载荷时序。进一步的，在满足以上条件后，新机组和标准设计的风机组的塔筒载荷时序一致性较好。可以基于标准设计的风机组塔筒的详细极限载荷列表，可以筛选出塔筒极限载荷快速评估的极限载荷工本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S1：选择一个基于IEC-61400 ed.3 2005或GL ed.2010标准设计的风机组；/n步骤S2：对标准设计的风机组进行载荷测试，计算等效载荷；/n步骤S3：获取标准设计的风机组的SCADA数据，并对数据按照标准设计的风机组的运行状态分类；/n步骤S4：选择一个新的风机组，将新机组除塔筒部件外，其他机械部件和标准设计的风机一致；/n步骤S5：将新机组的变桨电机响应频率、偏航电机运行转速、变频器响应时间调整为和标准设计的风机组一致；/n步骤S6：将新机组除了塔筒频率的相关主控参数外，其他的主控功能和参数设置为和标准设计的风机组一致；/n步骤S7：新机组和标准设计的风机组的塔筒关键载荷满足塔筒载荷时序一致性原则；/n步骤S8：基于标准设计的风机组可以筛选出塔筒极限载荷工况库。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：选择一个基于IEC-61400ed.32005或GLed.2010标准设计的风机组；
步骤S2：对标准设计的风机组进行载荷测试，计算等效载荷；
步骤S3：获取标准设计的风机组的SCADA数据，并对数据按照标准设计的风机组的运行状态分类；
步骤S4：选择一个新的风机组，将新机组除塔筒部件外，其他机械部件和标准设计的风机一致；
步骤S5：将新机组的变桨电机响应频率、偏航电机运行转速、变频器响应时间调整为和标准设计的风机组一致；
步骤S6：将新机组除了塔筒频率的相关主控参数外，其他的主控功能和参数设置为和标准设计的风机组一致；
步骤S7：新机组和标准设计的风机组的塔筒关键载荷满足塔筒载荷时序一致性原则；
步骤S8：基于标准设计的风机组可以筛选出塔筒极限载荷工况库。


2.根据权利要求1所述的一种用于风机不同轮毂高度塔筒极限载荷快速评估方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢鲜亮，刘世江，李永新，黄鑫，傅杰敏，
申请(专利权)人：河北新天科创新能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13