[发明专利]一种大型风力机尾缘襟翼结构参数寻优及多目标襟翼优化控制方法

摘要

本发明涉及一种大型风力机尾缘襟翼结构参数寻优及多目标襟翼优化控制方法。以降低叶片不利载荷和减少功率损失为目标，通过两次正交实验，对尾缘襟翼的结构参数进行寻优，克服了水平数多而导致实验次数过多的问题。以降低叶片不利载荷和平滑风力机输出功率波动为优化控制目标，对尾缘襟翼进行多目标优化控制。本发明有效解决了尾缘襟翼结构参数寻优及多目标襟翼优化控制问题，可以延长风力机使用寿命，减少风力机并网对电网的冲击，在工程上具有较高的实用价值。

主权项

1.一种大型风力机尾缘襟翼结构参数寻优方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：获取尾缘襟翼的结构参数，包括尾缘襟翼的长度l_f，摆角范围β，占弦比c_f以及位置p_f，并确定上述结构参数的寻优范围；步骤2：确定寻优实验指标：所述寻优实验指标，是在寻优目标的基础上确定的，所述寻优目标包括寻优目标1和寻优目标2，寻优目标1为降低叶片不利载荷，寻优目标2为减少功率损失；其中，反映寻优目标1的寻优实验指标为：叶根弯矩平均值变化率P₁(k)，叶根弯矩标准偏差变化率P₂(k)，叶尖偏移量平均值变化率P₃(k)，叶尖偏移量标准偏差变化率P₄(k)；反映寻优目标2的寻优实验指标为：高速轴功率平均值变化率Q₁(k)，高速轴功率标准偏差变化率Q₂(k)；所述寻优实验指标计算公式为：其中，PWF是有襟翼时额定风况下风力机稳定运行参数值，PNF是无襟翼时额定风况下风力机稳定运行参数值，下标i和j代表对应参数的下标，k表示第k次寻优实验；步骤3：在尾缘襟翼结构参数的寻优范围内，均匀选取第一正交实验尾缘襟翼结构参数因子水平值，设计第一正交实验表；步骤4：根据所述第一正交实验表进行大型风力机额定风况下的动态性能实验，获取第一正交实验结果；步骤5：根据第一正交实验结果进行综合评分指标分析，评分最高组合即为第一正交实验的最优组合；步骤6：在所述第一正交实验的最优组合的基础上，精确选取因子水平值作为第二正交实验尾缘襟翼结构参数，设计第二正交实验表；步骤7：根据所述第二正交实验表进行大型风力机额定风况下的动态性能实验，获取第二正交实验结果；步骤8：根据第二正交实验结果使用综合评分指标分析，得出第二正交实验的最优组合，所述第二正交实验最优组合即为最优尾缘襟翼结构参数组合；所述综合评分指标分析的计算公式为：其中，G(k)表示综合评分指标，P₁(k)、P₂(k)、P₃(k)、P₄(k)越小，表明尾缘襟翼在降低叶片根部疲劳载荷方面的作用越大；而Q₁(k)越大，Q₂(k)越小，表明尾缘襟翼对风力机功率输出的影响越小。