[发明专利]一种水平轴风力发电机叶片载荷传感器的标定方法

权利要求书

1.一种水平轴风力发电机叶片载荷传感器的标定方法，包括：需使风力发电机处在低风(速)且发电机切出状态进行标定，具体采用以下公式对安装于风力发电机叶片根部的载荷传感器进行标定，即其中，S_f为挥舞方向载荷特征值，风轮旋转若干周期后，载荷正弦函数达到稳定后，叶片上某一方位角下的挥舞载荷值；S_e为摆振方向载荷特征值，风轮旋转若干周期后，载荷正弦函数达到稳定后，叶片某一方位角下的摆振载荷值；M_f为叶片某一方位角下的挥舞方向载荷理论值，通过叶片的重心、重力及桨距角正弦值之间的关系计算得出；M_e为叶片某一方位角下的摆振方向载荷理论值，通过叶片的重心、重力及叶片桨距角余弦值之间的关系计算得出；为理论载荷矩阵，测量载荷矩阵，为交叉影响矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种水平轴风力发电机叶片载荷传感器的标定方法，用于对单一叶片的标定，其包括：

步骤S10：求取风力发电机叶片在一个特征状态下的理论载荷和测试载荷之间的关系；

步骤S20：通过拟合求取风力发电机叶片在若干个特征状态下的理论载荷和测试载荷之间的相关系数的平均值；

步骤S30：求取理论挥舞载荷和测试摆振载荷的相关系数，以及理论摆振载荷和测试挥舞载荷之间的相关系数；

步骤S40：将步骤S10、S20、S30获得的系数根据测试载荷获取叶片承受的实际载荷，具体采用进行标定。

3.根据权利要求2所述的一种水平轴风力发电机叶片载荷传感器的标定方法，用于对至少具有两叶片的风机进行标定，其包括：重复步骤S10、S20、S30、S40对风力发电机叶片进行标定。

4.根据权利要求3所述的一种水平轴风力发电机叶片载荷传感器的标定方法，包括：

步骤S10：求取风力发电机叶片在一个特征状态下的理论载荷和测试载荷之间的关系，该步骤S10进一步包括步骤S11、S12及S13，

步骤S11：首先假定风力发电机的叶片挥舞和摆振之间无交叉影响，即风力发电机的叶片挥舞方向上载荷对摆振方向上的应变无影响，同时摆振方向上载荷对挥舞方向上的应变无影响，此时M_e＝S_e·c_e，M_f＝S_f·c_f，

步骤S12：风轮空转状态下，桨距角设定为0度，即叶片与吹过叶片的风相互垂直，利用步骤S11中关系式M_e＝S_e·c_e可求得

c_e＝M_e/S_e(2)

由公式(2)，将叶片水平状态下的摆振方向载荷理论值M_e除以测得的叶片的摆振方向载荷特征值S_e即可求得系数c_e，

步骤S13：风轮空转状态下，桨距角设定为90度，即叶片与吹过叶片的风相互平行，利用步骤S11中关系式M_f＝S_f·c_f可求得

c_f＝M_f/S_f(3)

由公式(3)将叶片水平状态下的挥舞方向载荷理论值除以测得的叶片的挥舞方向载荷特征值即可求得系数c_f；

步骤S20：通过拟合求取风力发电机叶片在若干个特征状态下的理论载荷和测试载荷之间的相关系数的平均值，

设定风力发电机叶片挥舞与摆振之间无交叉影响，根据步骤S10求得c_e和c_f，

MfMe=A100A4·Sf·cfSe·ce---(4)]]>

M_e＝A₄·S_e·c_e，M_f＝A₁·S_f·c_f

重复步骤S10，测量不同M_f对应的A₁*S_f*c_f，以及不同M_e对应的A₄*S_e*c_e，利用回归分析方法来求得A₁和A₄；

步骤S30：求取理论挥舞载荷和测试摆振载荷的相关系数，以及理论摆振载荷和测试挥舞载荷之间的相关系数，

根据步骤S10及步骤S20获得的c_e、c_f、A₁、A₄且在已知

并利用

M_f＝A₁S_fc_f+A₂S_ec_e (5)

M_e＝A₃S_fc_f+A₄S_ec_e (6)

根据(5)、(6)，可得

A₂＝(M_f-A₁S_fc_f)/S_ec_e (7)

A₃＝(M_e-A₄S_ec_e)/S_fc_f (8)

利用公式(7)(8)来计算A₂和A₃，

步骤S40：将步骤S10、S20、S30获得的A₁、A₂、A₃、A₄、c_f、c_e用于根据测试载荷获取叶片承受的实际载荷，具体采用以下公式，

即其中，M_{real_flap}和M_{real_edge}分别是叶片在挥舞方向和摆振方向的实际载荷，M_{test_flap}和M_{test_edge}分别是叶片在挥舞方向和摆振方向的测试载荷；

步骤S50：重复步骤S10、S20、S30、S40对其它至少两个叶片进行标定

对其它至少两个叶片重复步骤S10、S20、S30、S40中针对叶片的实际载荷标定方法，完成对叶片其它至少两个的载荷传感器标定。