[发明专利]一种基于热损伤累加准则的风力发电机绝缘寿命预估方法

权利要求书

1.一种基于热损伤累加准则的风力发电机绝缘寿命预估方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1：计算风力发电机功率曲线，计算风力发电机在额定风速以下时的功率曲线，其中，P为发电机功率，ρ为空气密度，S为叶片扫过的面积，v为环境风速，C_p为风能利用系数，取决于叶片组特性；

步骤2：计算发电机在不同条件下的定子绕组平均温度，通过热路法、有限元法或有限体积法等的计算方法，计算不同环境风速、不同环境温度时的定子绕组平均温度；

步骤3：计算环境风速的概率分布图；

步骤4：计算环境温度的概率分布图；

步骤5：计算一年内不同定子绕组平均温度的概率；

步骤6：计算不同温度段的定子绝缘寿命；

绝缘寿命与温度之间的关系，符合阿伦尼乌斯方程模型，有如下指数关系：

D=A0e-ln2mT]]>

式中：D绝缘寿命，A₀为当温度为0°C时的绝缘寿命，T绝缘温度，m为常数；

步骤7：计算基于热损伤累加准则风力发电机绝缘寿命，

a=1/ΣtiLi]]>

式中a为绝缘寿命，单位为年，t_i为一年内绕组温度在第i级温度范围内的时间，由第五步计算得到，单位为年，L_i绝缘在第i级温度范围内的寿命，由第六步计算得到，单位为年。

2.根据权利要求1所述的一种基于热损伤累加准则的风力发电机绝缘寿命预估方法，其特征在于，所述步骤1当风速超过额定风速时，风力发电机功率等于额定值。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种基于热损伤累加准则的风力发电机绝缘寿命预估方法，其特征在于，所述步骤2只考虑温度对风力发电机铜耗的影响，不考虑温度对其他参数的影响。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种基于热损伤累加准则的风力发电机绝缘寿命预估方法，其特征在于，所述步骤3的计算方法为威布尔分布函数计算法：

f(v)=kA(vA)k-1e[-(vA)k]]]>

式中f为概率密度，v为风速，k为形状因子，A为尺度因子。对于某风场一般对一年的风速进行记录，统一各个风速段的采样数量，进行拟合运算，得到该风场的威布尔分布函数。

5.根据权利要求3所述的一种基于热损伤累加准则的风力发电机绝缘寿命预估方法，其特征在于，所述步骤3的计算方法为威布尔分布函数计算法：

f(v)=kA(vA)k-1e[-(vA)k]]]>

式中f为概率密度，v为风速，k为形状因子，A为尺度因子。对于某风场一般对一年的风速进行记录，统一各个风速段的采样数量，进行拟合运算，得到该风场的威布尔分布函数。