[发明专利]一种基于特定场址湍流分布优化风电机组疲劳载荷的方法

说明书

本发明公开了一种基于特定场址湍流分布优化风电机组疲劳载荷的方法，包括以下步骤：S1.采集特定场址湍流数据；S2.结合IEC‑4标准计算若干分位数dlc1.2工况每个风速段对应的湍流；S3.计算包括dlc1.2在内的所有疲劳工况；S4.按比例分配各个分位数湍流下的时长权重；S5.进行后处理评估。上述技术方案根据特定场址湍流数据，结合IEC 61400‑1(Edition 4.0)标准，按照多种分位数计算出dlc1.2工况每个风速段对应的湍流，实现包括dlc1.2在内的所有疲劳工况的测量，从而针对性地分配各个分位数湍流下的时长权重，实现降低疲劳载荷的效果，对风电机组的使用条件和使用寿命的意义非常重大，可以大大拓展风电机组的适用情况和发电能力。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种基于特定场址湍流分布优化风电机组疲劳载荷的方法。

背景技术

有资料显示，据统计机械零件破坏的80％以上为疲劳破坏，特别是大型复杂机械结构的疲劳问题更为突出。风电机组是具有高动态载荷的动力系统，所承受的载荷主要是随时间变化的动态载荷的动态随机载荷，结构件都会因此产生动应力，引起疲劳损伤。根据行业标准要求，风电机组的设计寿命至少要20年，因此在设计时需要重点考虑其疲劳强度，以确保整机结构的安全可靠性。

在风电机组设计领域，通常用等效疲劳载荷(Equivalent Fatigue Loads)来衡量疲劳载荷大小和进行结构件疲劳强度评估。目前在风电机组设计行业被应用最为广泛的等效疲劳载荷计算，是基于IEC 61400-1(Edition 4.0)标准，借助商业仿真软件GH Bladed中对计算后的疲劳载荷时序进行后处理计算。

IEC 61400-1(Edition 4.0)标准中计算的dlc1.2工况使用的是NTM正常湍流风模型，使用的是90％分位数的湍流。在实际评估中显得较为保守，不能充分发挥风力发电机组的使用功效。

中国专利文献CN101839806B公开了一种“风力发电机组及其疲劳载荷监测系统”。采用了第一检测装置(211)，用于检测塔筒根部的疲劳状态，得到第一检测信号，第二检测装置(212)，用于检测除塔筒根部以外至少一个部位的疲劳状态，得到第二检测信号；控制装置(22)，用于接收第一检测信号和第二检测信号，并根据预定策略处理第一检测信号和第二检测信号，得到实际损伤值，比较实际损伤值与预定损伤值，判断风力发电机组的被测部位的损伤状态；输出装置(23)，用于输出被测部位的实际损伤值。上述技术方案难以准确有效的评估风电机组在特定厂址下的疲劳载荷，并且无法针对性地进行优化。

发明内容

本发明主要解决原有的技术方案无法准确有效的评估风电机组在特定厂址下的疲劳载荷的技术问题，提供一种基于特定场址湍流分布优化风电机组疲劳载荷的方法，根据特定场址湍流数据，结合IEC 61400-1(Edition 4.0)标准，按照多种分位数计算出dlc1.2工况每个风速段对应的湍流，实现包括dlc1.2在内的所有疲劳工况的测量，从而针对性地分配各个分位数湍流下的时长权重，实现降低疲劳载荷的效果，对风电机组的使用条件和使用寿命的意义非常重大，可以大大拓展风电机组的适用情况和发电能力。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：

S1.采集特定场址湍流数据；

S2.结合IEC-4标准计算若干分位数dlc1.2工况每个风速段对应的湍流；

S3.计算包括dlc1.2在内的所有疲劳工况；

S4.按比例分配各个分位数湍流下的时长权重；

S5.进行后处理评估。