一种风力发电机组的能力评估及载荷处理方法及终端机技术

本发明专利技术提供一种风力发电机组的能力评估及载荷处理方法及终端机，涉及风力发电机组偏航系统评估选型、载荷计算后处理领域，本发明专利技术在风力发电机组设计阶段进行载荷计算，并提取所需载荷大小、时间序列；给定偏航轴承参数、偏航电机参数及数量、偏航夹钳参数及数量；对载荷时间序列进行后处理，并结合上述参数计算偏航夹钳和电磁制动器制动力矩；根据处理后的数据构建函数；将力矩序列中参数输入函数，计算偏航系统基本制动能力和最大制动能力；设定偏航制动能力阈值，结合多个参数综合评估偏航系统基本能力。载荷处理方法简单有效，数学函数构建合理；提高了偏航系统基本能力评估的准确性和风力发电机组的安全性。性和风力发电机组的安全性。性和风力发电机组的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组的能力评估及载荷处理方法及终端机


[0001]本专利技术涉及风力发电机组偏航系统评估选型、载荷计算后处理领域，尤其涉及一种风力发电机组的能力评估及载荷处理方法及终端机。

技术介绍

[0002]随着风电行业发展迅速，风力发电机组成本持续压降，如何迅速、准确的进行初期设计及选型匹配，是风电行业尤其是整机厂商的关键需求。偏航系统作为风电机组的核心部件之一，由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器等多个部件组成，其设计选型、运行状态、可靠程度等因素直接影响着机组发电量和安全性能。
[0003]目前偏航系统基本能力评估主要是针对偏航驱动能力和偏航制动能力进行评估。这种评估方式适用性较差、准确性不足、一体化程度较低。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种风力发电机组的能力评估及载荷处理方法，方法通过灵活给定偏航夹钳不同阈值和制动概率阈值，提出偏航轴承载荷后处理方法拟定力矩概率函数来解决上述问题。本专利技术逻辑简单、易于实现、适用性较广，以较低的成本提高偏航系统评估的效率和准确性。
[0005]风力发电机组的能力评估及载荷处理方法包括：步骤1、在Bladed风电仿真模块中搭建计算模型，计算各工况载荷；步骤2、给定偏航轴承参数、偏航夹钳参数及数量、偏航电机参数以及数量；步骤3、通过Bladed风电仿真模块读取偏航轴承最大倾覆力矩及同时刻、，结合步骤2中偏航轴承参数计算偏航轴承摩擦力矩和电磁制动器制动力矩；步骤4、通过Bladed风电仿真模块进行概率密度处理，提取偏航轴承的载荷/>‑
概率序列{,}；步骤5、基于偏航夹钳制动力矩、偏航夹钳个数和偏航轴承摩擦力矩，分别计算不同偏航夹钳制动压力比值对应的制动力矩{}，i=1,2,3
…
；步骤6、遍寻载荷序列{}中与不同偏航夹钳制动压力比值对应的制动力矩{}最接近的值，输出数列{}和此数列中数值对应的概率{};步骤7、遍寻载荷序列{}中与数列{}最接近的值，并且满足，输出数列{}和此数列中数值对应的概率{}；步骤8、对数列{}、概率{}、数列{}和概率{}进行线性回归拟合，得到关于力矩和概率的函数；其中变量代表力矩，变量代表概率；步骤9、将步骤5中的制动力矩{}分别输入至函数，得到所有制动力矩对应的概率{Bpi}；读取最大制动力矩及其对应的概率；
步骤10、输入偏航夹钳制动压力比的阈值X，得到满足阈值要求的制动力矩；读取制动力矩和其对应的概率；其中X∈[0.1]；步骤11、设定概率阈值Y，判断是否同时满足0.9、0.9和三个条件；若同时满足，执行步骤12；步骤12、输出偏航电机额定驱动力矩、偏航夹钳最大制动力矩和偏航电机最大驱动力矩；偏航轴承载荷、偏航驱动选型、偏航制动选型满足匹配要求，偏航系统基本能力评估完成。
[0006]进一步需要说明的是，步骤4中，其中{}为从小到大排列的载荷序列，{}为载荷对应发生的概率序列。
[0007]进一步需要说明的是，步骤5中，,其中为偏航夹钳压力比,∈[0,1]。
[0008]进一步需要说明的是，步骤10中输入的偏航夹钳制动压力比的阈值X基于用户设定；阈值X与偏航电机驱动能力成反比。
[0009]进一步需要说明的是，步骤11中，若未同时满足0.9、0.9和三个条件，则执行步骤1重新进行Bladed风电仿真模块搭建和载荷计算。
[0010]进一步需要说明的是，步骤2中还给定偏航轴承齿数、偏航齿轮箱输出齿、偏航齿轮箱速比、偏航电机额定力矩、偏航电机最大转矩倍数、偏航电机最大力矩、偏航电机个数、偏航齿轮箱传动效率、单个偏航夹钳制动力矩、主动偏航时偏航夹钳压力比、偏航夹钳个数、偏航轴承滚道直径、偏航轴承摩擦系数以及偏航轴承启动摩擦力矩。
[0011]进一步需要说明的是，步骤5中，给定偏航夹钳制动压力比值初始比为20%，每5%设定一个比值，直到100%。
[0012]进一步需要说明的是，步骤1中，依照IEC/GH标准计算各极限和疲劳工况载荷。
[0013]进一步需要说明的是，显示偏航系统基本能力评估过程信息及评估结果信息。
[0014]本专利技术还提供一种终端机，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现风力发电机组的能力评估及载荷处理方法的步骤。
[0015]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术涉及的风力发电机组的能力评估及载荷处理方法，可以在风力发电机组设计阶段进行载荷计算，并提取所需载荷大小、时间序列；给定偏航轴承参数、偏航电机参数及数量、偏航夹钳参数及数量；对载荷时间序列进行后处理，并结合上述参数计算偏航夹钳和电磁制动器制动力矩；根据处理后的数据构建函数；将力矩序列中参数输入函数，计算偏航系统基本制动能力和最大制动能力；设定偏航制动能力阈值，结合多个参数综合评估偏航系统基本能力。本专利技术方法使得载荷处理方法简单有效，数学函数构建合理；提高了偏航系统基本能力评估的准确性和风力发电机组的安全性；同时本专利技术可灵活评估不同阈值对应的偏航系统基本能力，适用范围较广。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为风力发电机组的能力评估及载荷处理方法流程图；图2为风力发电机组的能力评估及载荷处理方法实施例流程图。
具体实施方式
[0018]如图1所示，本专利技术提供一种风力发电机组的能力评估及载荷处理方法中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，本专利技术的方法在Bladed风电仿真模块中搭建计算模型。当然本专利技术的风力发电机组的能力评估及载荷处理方法还可以基于人工智能技术对关联的数据进行获取和处理。其中，人工智能(Artificial Intelligence ,AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。换句话说，人工智能是计算机科学的一个综合技术，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。人工智能也就是研究各种智能机器的设计原理与实现方法，使机器具有感知、推理与决策的功能。
[0019]如图1示出了本专利技术的风力发电机组的能力评估及载荷处理方法的较佳实施例的流程图。风力发电机组的能力评估及载荷处理方法应用于一个或者多个终端机中，所述终端机是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(Application SpecificIntegratedCircuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－ProgrammableGate Array，FPGA)、数字处理器(DigitalSignalProcess本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的能力评估及载荷处理方法，其特征在于，方法包括：步骤1、在Bladed风电仿真模块中搭建计算模型，计算各工况载荷；步骤2、给定偏航轴承参数、偏航夹钳参数及数量、偏航电机参数以及数量；步骤3、通过Bladed风电仿真模块读取偏航轴承最大倾覆力矩及同时刻、，结合步骤2中偏航轴承参数计算偏航轴承摩擦力矩和电磁制动器制动力矩；步骤4、通过Bladed风电仿真模块进行概率密度处理，提取偏航轴承的载荷
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概率序列{,}；步骤5、基于偏航夹钳制动力矩、偏航夹钳个数和偏航轴承摩擦力矩，分别计算不同偏航夹钳制动压力比值对应的制动力矩{}，i=1,2,3
…
；步骤6、遍寻载荷序列{}中与不同偏航夹钳制动压力比值对应的制动力矩{}最接近的值，输出数列{}和此数列中数值对应的概率{};步骤7、遍寻载荷序列{}中与数列{}最接近的值，并且满足，输出数列{}和此数列中数值对应的概率{}；步骤8、对数列{}、概率{}、数列{}和概率{}进行线性回归拟合，得到关于力矩和概率的函数；其中变量代表力矩，变量代表概率；步骤9、将步骤5中的制动力矩{}分别输入至函数，得到所有制动力矩对应的概率{Bpi}；读取最大制动力矩及其对应的概率；步骤10、输入偏航夹钳制动压力比的阈值X，得到满足阈值要求的制动力矩；读取制动力矩和其对应的概率；其中X∈[0.1]；步骤11、设定概率阈值Y，判断是否同时满足0.9、0.9和三个条件；若同时满足，执行步骤12；步骤12、输出偏航电机额定驱动力矩、偏航夹钳最大制动力矩和偏航电机最大驱动力矩；偏航轴承载荷、偏航驱动选型、偏航制动选型满足匹配要求，偏航系统基本能力评估完成。2.根据权利要求1所述的风力发电机组的能力评估及载荷处理方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁开一，李钢强，刘小龙，孙吉昌，马永东，孙鹏，
申请(专利权)人：中车山东风电有限公司，
类型：发明
国别省市：