[发明专利]风力发电机组结构件的阻尼计算方法和装置

说明书

本公开涉及风力发电机组结构件的阻尼计算方法和装置。所述结构件包括组成材料不同的至少两个部分，所述方法包括：获取风力发电机组的物理模型；根据风力发电机组的物理模型，确定风力发电机组的物理空间的质量矩阵和刚度矩阵，以构建结构件的频率特征方程；基于所述频率特征方程，确定结构件的模态频率以及对应的模态向量；基于所述模态频率以及对应的模态向量，确定所述至少两个部分的瑞利阻尼系数和/或结构件整体结构的模态阻尼比。通过采用本公开，能够准确且快速地计算风力发电机组由不同材料组成的结构件的阻尼，在进行载荷计算时可定义更准确的结构阻尼，从而得到更准确的塔架载荷计算结果，以有效地规避风力发电机组的设计风险。

技术领域

本公开涉及风力发电技术领域，更具体地说，涉及一种风力发电机组结构件的阻尼计算方法和装置。

背景技术

在风力发电机组的载荷仿真中，叶片和塔架的阻尼对结构载荷的1Hz等效疲劳的影响很大，并且叶片和塔架两个子结构的非耦合模态的结构阻尼设置对叶片摆振(edgewise)方向和塔架侧向(side-side)的载荷的影响显著。目前，常见的塔架包括钢塔和混塔，随着机组容量和叶片长度的增加，也为了更好地利用较大风切变处的风能，需要提升塔架高度，因此越来越多地应用混塔。另外，在一些情况下也会采用利用不同材料组成的叶片，而由不同材料组成的混塔或叶片中的不同材料需要对应不同的结构阻尼比。在目前的载荷仿真软件中，结构阻尼的设置方式主要包括模态阻尼比和瑞利阻尼两种方式，而不存在针对一个塔架模型的不同截面设置不同结构阻尼比的方法。

发明内容

为了解决上述问题，本公开提出一种风力发电机组结构件的阻尼计算方法方法、装置及风力发电机组。

根据本公开的一方面，提供一种风力发电机组结构件的阻尼计算方法，结构件包括组成材料不同的至少两个部分，阻尼计算方法包括：获取风力发电机组的物理模型；根据风力发电机组的物理模型，确定风力发电机组的物理空间的质量矩阵和刚度矩阵，以构建结构件的频率特征方程；基于频率特征方程，确定结构件的模态频率以及对应的模态向量；基于模态频率以及对应的模态向量，确定结构件中至少两个部分的瑞利阻尼系数和/或结构件整体结构的模态阻尼比。

根据本公开的另一方面，提供一种风力发电机组结构件的阻尼计算装置，结构件包括组成材料不同的至少两个部分，阻尼计算装置包括：模型获取单元，用于获取风力发电机组的物理模型；物理空间矩阵确定单元，用于根据风力发电机组的物理模型，确定风力发电机组的物理空间的质量矩阵和刚度矩阵，以构建结构件的频率特征方程；频率和向量确定单元，用于基于频率特征方程，确定结构件的模态频率以及对应的模态向量；阻尼计算单元，用于基于模态频率以及对应的模态向量，确定结构件中至少两个部分的瑞利阻尼系数和/或结构件整体结构的模态阻尼比。

根据本公开的另一方面，提供一种包括至少一个计算装置和至少一个存储指令的存储装置的计算系统，指令在被至少一个计算装置运行时，促使至少一个计算装置执行上述的风力发电机组中结构件的阻尼计算方法。

根据本公开的再一方面，提供一种存储指令的计算机可读存储介质，当指令被至少一个计算装置运行时，促使至少一个计算装置执行上述的风力发电机组中结构件的阻尼计算方法。

根据本公开的又一方面，提供一种风力发电机组，风力发电机组包括上述的计算系统。

通过采用本公开，能够准确且快速地计算风力发电机组由不同材料组成的结构件的阻尼，在进行载荷计算时定义更准确的结构阻尼，从而得到更准确的塔架载荷计算结果，以有效地规避风力发电机组的设计风险。

附图说明

通过下面结合附图描述实施例，本公开的上述和/或其他目的和优点将变得更加清楚，其中：

图1是示出根据本公开的示例性实施例的风力发电机组中结构件的阻尼计算方法的流程图；

图2是示出根据本公开的示例性实施例的风力发电机组中结构件的阻尼计算装置的框图；