[发明专利]一种风电机组载荷适应性快速评估方法和系统

说明书

本发明提供了一种风电机组载荷适应性快速评估方法，包括：将获取的风电机组风参数数值带入预先建立的风电机组参数化载荷评估模型，得到基于每种风参数的风电机组载荷设计仿真结果；基于风电机组载荷设计仿真结果，对风电机组现有设计的载荷适应性进行评估。本发明提供的技术方案基于载荷正交线性化模型，通过建立风电机组基础载荷数据库，结合参量变化情况下的数据库比较分析，运用正则分析手段，建立了极限与疲劳载荷传递模型，实现不同输入参量情况下的风电机组疲劳与极限载荷快速精准输出，提高了载荷适应性评估效率。

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体涉及一种风电机组载荷适应性快速评估方法。

背景技术

风力发电作为可再生能源开发中技术最成熟、最具有规模开发和商业化发展前景的发电方式之一，由于其在减轻环境污染、调整能源结构、解决偏远地区居民用电问题等方面的突出作用，越来越受到世界各国的重视并得到了广泛的开发和应用。近年来风力发电发展势头迅猛，风电装机每年翻番，风电机组运行结构安全逐渐成为风电机组制造商、业主及投资商关注的焦点。风电机组运行结构安全的评估依赖于针对风电机组各个主要结构部件的疲劳与极限载荷评价。

随着风电机组装机容量的不断加大，风电场的地形地貌等情况也越来越复杂。同一个风电场不同机位点的风参数(如风速特征、风切变、入流角、偏航误差、湍流、变桨速率、风速分布等)有很大差异，从而导致同一型号风电机组在同一风电场不同机位点处的表现也不尽相同。同一类型风电机组能否适应整个风电场不同机位点的载荷情况，需要进行深入的评估。在风电场前期规划建设期间以及风电机组招标阶段，风电机组制造商往往根据整个风电场的风参数计算得出极限的载荷情况，基于极限工况结果来校核风电机组的安全性与可靠性。但是，显然这种极限载荷的校核模式必然存在局限性。如何通过已有的基于某一种风参数的载荷仿真计算结果，快速准确的计算评估出风电场各个机位点位置处的实际载荷情况，进而评估风电机组各个部件的极限与疲劳载荷是有必要的，即评价风电机组设计载荷是否能够适应机位点处的相关参数。

发明内容

现有的风电机组载荷适应性评估需要针对特定环境参数进行载荷计算与校核，耗费时间成本、人力成本较大，效率比较低。本专利提出了一种基于输入参量的风电机组载荷适应性快速评估方法，对于快速评估同一风电机组在同一风电场不同机位点或者不同风电场的载荷适应性情况具有重要意义。

本发明提供的技术方案是：

一种风电机组载荷适应性快速评估方法，包括：

基于预设的风参数，获取风电机组风参数数值；

将所述风电机组风参数数值带入预先建立的风电机组参数化载荷评估模型，得到基于每种风参数的风电机组载荷设计仿真结果；

基于所述风电机组载荷设计仿真结果，对风电机组现有设计的载荷适应性进行评估；

所述风电机组参数化载荷评估模型包括：基于预设风参数的风电机组疲劳载荷与极限载荷基础数据库、疲劳载荷与极限载荷随参量变化的载荷贡献模型；

所述风参数包括：风速、风切变、湍流强度、风速分布、变桨速率、偏航误差、入流角度。

优选的，所述风电机组参数化载荷评估模型的建立包括：

根据风电机组设计软件模型，建立基于不同风参数的不同设计工况、不同风速条件下的风电机组疲劳载荷与极限载荷基础数据库；

运用正定法则，基于所述风电机组疲劳载荷与极限载荷基础数据库，得到疲劳载荷与极限载荷随参量变化的载荷贡献模型；

基于所述疲劳载荷与极限载荷随参量变化的载荷贡献模型，经正交分析得到风电机组参数化载荷评估模型。

进一步的，所述风电机组参数化载荷评估模型如下：