[发明专利]风机等效疲劳载荷的预测方法、系统、设备及可读介质

说明书

本发明公开了一种风机等效疲劳载荷的预测方法、系统、设备及可读介质，预测方法包括：生成风机适用风场的环境参数组合，并且获取风机在不同环境参数组合下的全生命周期的等效疲劳载荷样本，以形成用于模型训练的第一载荷样本数据及用于模型验证的第二载荷样本数据；根据环境参数组合和等效疲劳载荷样本建立疲劳载荷模型，并且利用第一载荷样本数据训练疲劳载荷模型；利用第二载荷样本数据验证训练后的疲劳载荷模型；以疲劳载荷未知点位的目标环境参数作为输入，通过验证后的疲劳载荷模型进行该点位风机全生命周期的疲劳载荷预测，以获取风机等效疲劳载荷。本发明提升了风机等效疲劳载荷的预测效率，降低了硬件成本。

技术领域

本发明涉及风电评估技术领域，特别涉及一种针对特定风场多机位点的等效疲劳载荷的快速预测方法、系统、设备及可读介质。

背景技术

风机场址载荷适用性评估过程中，需要对该场址中每台风机的疲劳载荷进行分析，确保生命周期内的疲劳损伤在设计值内。

目前，工程中通常采用两种方式，一种方式是逐点位评估，通过仿真每台机组的全生命周期等效疲劳载荷，逐台机组评估疲劳安全性；另一种方式是通过对环境参数的处理，将所有点位的环境参数等效为一个“虚拟”点位的环境参数，以此环境参数作为输入，评估机组的疲劳载荷，该疲劳载荷需要确保大于场址中的任意点位机组的疲劳载荷，通过评估虚拟点位机组的疲劳安全，来确保整个场址所有机组的疲劳安全。

但是，上述两种方式都存在缺陷，第一种方式需要高效的仿真性能，消耗大量的计算资源和仿真时间，在仿真能力不足或者场址点位数量庞大的情况下难以实现；第二种方式获取的等效疲劳载荷结果为“虚拟”结果，相比第一种方式结果偏大，评估全场点位机组的疲劳安全性余量偏大，不利于准确的进行评估。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中风机疲劳载荷的评估效率低，硬件成本高的缺陷，提供一种风机等效疲劳载荷的预测方法、系统、设备及可读介质。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种风机等效疲劳载荷的预测方法，包括：

生成风机适用风场的环境参数组合，并且获取风机在不同环境参数组合下的全生命周期的等效疲劳载荷样本，以形成用于模型训练的第一载荷样本数据及用于模型验证的第二载荷样本数据；

根据环境参数组合和等效疲劳载荷样本建立疲劳载荷模型，并且利用所述第一载荷样本数据训练所述疲劳载荷模型，以形成训练后的所述疲劳载荷模型；

利用所述第二载荷样本数据验证训练后的所述疲劳载荷模型，以形成验证后的所述疲劳载荷模型；以及，

以疲劳载荷未知点位的目标环境参数作为输入，通过验证后的所述疲劳载荷模型进行该点位风机全生命周期的疲劳载荷预测，以获取风机等效疲劳载荷。

可选地，还包括：

通过验证后的所述疲劳载荷模型对风电场每一点位分别进行风机全生命周期的疲劳载荷预测，以获取风电场所有疲劳载荷的包络值。

可选地，获取风电场所有疲劳载荷的包络值的步骤之后，所述预测方法还包括：

以风电场所有疲劳载荷的包络值作为输入，按照风机设计标准规定形成环境参数初始值；

以环境参数初始值作为输入，通过验证后的所述疲劳载荷模型进行风机全生命周期的疲劳载荷预测，以获取风机等效疲劳载荷的预测值；

比较预测值与包络值以形成误差，并且利用寻优算法进行迭代以反推出风电场疲劳载荷最大点位的等效环境参数，所述等效环境参数用作进行载荷仿真计算的输入。

可选地，所述利用寻优算法进行迭代以反推出风电场疲劳载荷最大点位的等效环境参数的步骤包括：