[发明专利]风力发电机等效疲劳载荷的估算方法及装置及计算机可读存储介质

说明书

本发明实施例提供一种风力发电机等效疲劳载荷的估算方法及装置及计算机可读存储介质。该估算方法包括：以已知风力发电机作为基准风力发电机，获取基准风力发电机用来表征等效疲劳载荷的基准等效疲劳弯矩；以及基于待测风力发电机等效疲劳载荷的影响因素来修正基准风力发电机的基准等效疲劳弯矩，以预测待测风力发电机用来表征等效疲劳载荷的等效疲劳弯矩，从而可以快速、较为准确地估算出风力发电机的等效疲劳载荷。

技术领域

本发明实施例涉及风电技术领域，尤其涉及一种风力发电机等效疲劳载荷的估算方法及装置及计算机可读存储介质。

背景技术

随着煤炭、石油等能源的逐渐枯竭，人类越来越重视可再生能源的利用。风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到世界各国的重视。对于缺水、缺燃料和交通不便的沿海岛屿、草原牧区、山区和高原地带，因地制宜地利用风力发电，非常适合，大有可为。风力发电是指利用风力发电机把风的动能转换为电能。

风力发电机的疲劳载荷对于风力发电机设计十分重要。风力发电机的运行状态随着不断变化的环境条件而改变。风力发电机为细长结构，由于自身的周期性运转和不断变化的外部载荷作用，风力发电机通常会产生周期性的振动，引起结构的疲劳损伤。风力发电机的设计寿命一般都在二十年以上，大部分时间都处于发电的工作状态，其承受的疲劳载荷十分显著。因此，风力发电机主要部件的尺寸、造价都与风力发电机的疲劳载荷密切相关。然而，风力发电机疲劳载荷的影响因素众多，如风轮直径、功率密度、风机重力、风剪切、年平均风速，湍流、变桨、偏航等因素都对风力发电机的疲劳载荷有着重要的影响，但又不能对各外部因素的影响进行简单的线性叠加，所以很难准确地估算其数值大小。因此，等效疲劳载荷的计算难度较大，如何准确地衡量风力发电机的疲劳载荷，这给工程设计带来了极大的挑战。

目前，衡量风力发电机的疲劳载荷是利用现有的仿真软件通过大量工况仿真，并对载荷的时间历程曲线进行雨流统计，得到风力发电机的等效疲劳载荷。这种方法虽然可以较为准确地计算风力发电机的疲劳损伤，但这种方法耗时耗力，通常需要计算成百上千种工况才能比较准确地评估出风力发电机的疲劳设计载荷，给设计者带了极大的不便。而采用经验估算法却很难预估出其准确结果，尤其是在功率、风轮直径、年平均风速、湍流强度等参数进行同时变化时，工程师甚至很难判断出疲劳载荷的变化趋势。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种风力发电机等效疲劳载荷的估算方法及其装置及计算机可读存储介质，能够方便快速、较为准确地计算出风力发电机的等效疲劳载荷。

本发明实施例的一个方面提供一种风力发电机等效疲劳载荷的估算方法。所述方法包括：以已知风力发电机作为基准风力发电机，获取所述基准风力发电机用来表征等效疲劳载荷的基准等效疲劳弯矩；以及基于待测风力发电机等效疲劳载荷的影响因素来修正所述基准风力发电机的所述基准等效疲劳弯矩，以预测所述待测风力发电机用来表征等效疲劳载荷的等效疲劳弯矩。

本发明实施例的另一个方面还提供一种风力发电机等效疲劳载荷的估算装置，其包括一个或多个处理器，用于实现如上所述的方法。

本发明实施例的又一个方面还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现如上所述的方法。

本发明实施例的风力发电机等效疲劳载荷的估算方法的准确度较高，同时计算快速，避免了大量仿真验证，加速了设计进程，为工程设计中的等效疲劳载荷计算和部件设计带了极大的方便。

附图说明

图1为本发明一个实施例的风力发电机在叶根坐标系下各等效疲劳力和等效疲劳弯矩的示意图；