一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法及系统，该BEM数据映射方法，包括：获取前、后风轮叶型数据，获取入流风速；以所述入流风速及实时风轮转速为索引，以前、后风轮叶型数据基础查找预先生成的双风轮BEM风速

【技术实现步骤摘要】
一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法及系统


[0001]本专利技术涉及风力机叶片设计领域，特别涉及一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法及系统。

技术介绍

[0002]基于叶素动量理论的计算模型由一组代数方程组成，在风力机叶片设计中得到广泛应用。叶素理论的基本出发点是将风轮叶片沿展向分成许多微段，称这些微段为叶素。假设在每个叶素上的流动相互之间没有干扰，即叶素可以看成是二维翼型，这时，将作用在每个叶素上的力和力矩沿展向积分，就可以求得作用在风轮上的力和力矩。
[0003]在一般风电机组的仿真过程中，为了根据入流风速数据计算得到前后风轮的原动机机械转矩，目前通常采用基于常规风力机数学模型的公式计算方法。目前尚无采用基于BEM方法的转矩映射方式得到风轮转矩的相关专利。
[0004]对于串列式双风轮风电机组，更加没有基于BEM方法的转矩映射方式得到风轮转矩的成熟方案，串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法目前属于空白领域。
[0005]现有技术方案的缺点：
[0006]1、基于常规风力机数学模型的公式计算方法，属于理论计算，仿真与实际相差较大，且无法适配不同机组叶型的实际数据。
[0007]2、由于串列式双风轮风电机组尚无普遍通用的转矩输出数学模型，现有技术方案无法适用于串列式双风轮风电机组。

技术实现思路

[0008]本专利技术针对串列式双风轮风电机组仿真等值，提供了一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法及系统，用于模拟不同入流风速下，串列式双风轮风电机组运行过程中前、后风轮原动机的输出机械转矩，是串列式双风轮风电机组精确仿真的重要技术环节。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案。
[0010]一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法，包括以下步骤：
[0011]获取前、后风轮叶型数据，获取入流风速；
[0012]以所述入流风速及实时风轮转速为索引，以前、后风轮叶型数据基础查找预先生成的双风轮BEM风速
‑
转矩映射表；
[0013]输出前、后风轮原动机机械转矩。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述预先生成的双风轮BEM风速
‑
转矩映射表的生产方法包括以下步骤：
[0015]基于前风轮叶型数据，采用BEM方法计算前风轮不同风速下的最优风能利用系数Cpf值；基于后风轮叶型数据，采用BEM方法计算后风轮不同风速下的最优风能利用系数Cpb值；
[0016]在每一个入流风速下，根据前风轮最优转速wf，以及前风轮最优风能利用系数Cpf值，计算得到前风轮输出机械功率Pmf，以及前风轮输出机械转矩Tmf；根据后风轮最优转速wb，以及后风轮最优风能利用系数Cpb值，计算得到后风轮输出机械功率Pmb，以及后风轮输出机械转矩Tmb；
[0017]合并每一个入流风速计算得到的前、后风轮输出机械转矩，生成双风轮BEM风速
‑
转矩映射表。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，所述前风轮输出机械功率Pmf＝Pvind
×
前风轮最优风能利用系数Cpf；前风轮输出机械转矩Tmf＝Pmf/前风轮最优转速wf。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述后风轮输出机械功率Pmb＝Pvind
×
后风轮最优风能利用系数Cpb；后风轮输出机械转矩Tmb＝Pmb/后风轮最优转速wb。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，如所述入流风速不在双风轮BEM风速
‑
转矩映射表的横坐标中，则由双风轮BEM风速
‑
转矩映射表中相邻最近的两个风速索引，根据线性插值算法，输出前、后风轮原动机机械转矩。
[0021]一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射系统，包括：
[0022]获取模块，用于获取前、后风轮叶型数据，获取入流风速；
[0023]计算模块，用于以所述入流风速及实时风轮转速为索引，以前、后风轮叶型数据基础查找预先生成的双风轮BEM风速
‑
转矩映射表；
[0024]输出模块，用于输出前、后风轮原动机机械转矩。
[0025]优选地，所述计算模块中预先生成的双风轮BEM风速
‑
转矩映射表的生产方法包括：
[0026]基于前风轮叶型数据，采用BEM方法计算前风轮不同风速下的最优风能利用系数Cpf值；基于后风轮叶型数据，采用BEM方法计算后风轮不同风速下的最优风能利用系数Cpb值；
[0027]在每一个入流风速下，根据前风轮最优转速wf，以及前风轮最优风能利用系数Cpf值，计算得到前风轮输出机械功率Pmf，以及前风轮输出机械转矩Tmf；根据后风轮最优转速wb，以及后风轮最优风能利用系数Cpb值，计算得到后风轮输出机械功率Pmb，以及后风轮输出机械转矩Tmb；
[0028]合并每一个入流风速计算得到的前、后风轮输出机械转矩，生成双风轮BEM风速
‑
转矩映射表。
[0029]优选地，所述计算模块，还用于如所述入流风速不在双风轮BEM风速
‑
转矩映射表的横坐标中，则由双风轮BEM风速
‑
转矩映射表中相邻最近的两个风速索引，根据线性插值算法，输出前、后风轮原动机机械转矩。
[0030]一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法的步骤。
[0031]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法的步骤。
[0032]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0033]本专利技术针对串列式双风轮风电机组仿真等值，通过预先生成的双风轮BEM风速
‑
转矩映射表，仅需要获取前、后风轮叶型数据，获取入流风速；即可以进行模拟不同入流风速下，串列式双风轮风电机组运行过程中前、后风轮原动机的输出机械转矩，可以快速真实的进行模拟，提高仿真的真实性。
附图说明
[0034]在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本专利技术公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本专利技术的理解，并不是具体限定本专利技术各部件的形状和比例尺寸。在附图中：
[0035]图1为本专利技术优选实施例串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法流程示意图；
[0036]图2串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法流程示意图；
[0037]图3为本专利技术优选实施例串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射系统结构示意图；
[0038]图4串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射系统输入输出连接示意图；
[0039]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法，其特征在于，包括以下步骤：获取前、后风轮叶型数据，获取入流风速；以所述入流风速及实时风轮转速为索引，以前、后风轮叶型数据基础查找预先生成的双风轮BEM风速
‑
转矩映射表；输出前、后风轮原动机机械转矩。2.根据权利要求1所述的一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法，其特征在于，所述预先生成的双风轮BEM风速
‑
转矩映射表的生产方法包括以下步骤：基于前风轮叶型数据，采用BEM方法计算前风轮不同风速下的最优风能利用系数Cpf值；基于后风轮叶型数据，采用BEM方法计算后风轮不同风速下的最优风能利用系数Cpb值；在每一个入流风速下，根据前风轮最优转速wf，以及前风轮最优风能利用系数Cpf值，计算得到前风轮输出机械功率Pmf，以及前风轮输出机械转矩Tmf；根据后风轮最优转速wb，以及后风轮最优风能利用系数Cpb值，计算得到后风轮输出机械功率Pmb，以及后风轮输出机械转矩Tmb；合并每一个入流风速计算得到的前、后风轮输出机械转矩，生成双风轮BEM风速
‑
转矩映射表。3.根据权利要求2所述的一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法，其特征在于，所述前风轮输出机械功率Pmf＝Pvind
×
前风轮最优风能利用系数Cpf；前风轮输出机械转矩Tmf＝Pmf/前风轮最优转速wf。4.根据权利要求2所述的一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法，其特征在于，所述后风轮输出机械功率Pmb＝Pvind
×
后风轮最优风能利用系数Cpb；后风轮输出机械转矩Tmb＝Pmb/后风轮最优转速wb。5.根据权利要求1所述的一种串列式双风轮风电机组仿真的BEM数据映射方法，其特征在于，如所述入流风速不在双风轮BEM风速
‑
转矩映射表的横坐标中，则由双风轮BEM风速
‑
转矩映射表中相邻最近的两个风速索引，根据线性插值算法，输出前、后风轮原动机机械转矩。6.一种串列式双风轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：李铮，郭小江，付明志，秦猛，李春华，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：