[發明專利]風力發電系統的虛擬現實仿真方法

無效

• 申請號: 200810025333.4
• 申請日: 2008-04-25
• 公開（公告）號: CN101315642A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發明（設計）人: 呂劍虹;趙亮;吳科
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/40
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術領域

本發明是將虛擬現實技術應用于風力發電系統的動態仿真，模擬各種情況下風力發電的運行特性，涉及計算機虛擬現實技術和新能源發電技術領域。?

背景技術

風力發電技術已發展成為新能源開發利用中最成熟的一門技術，并網風電機組成為風電利用的最好形式，并向大型化方面發展。作為風力資源較為豐富的國家之一，我國也加快了風電技術領域的自主開發與研究，目前全國已建成44座風力發電場，風電裝機總容量達到126萬千瓦，并規劃提出，到“十一五”末期，全國風電總裝機容量將達到500萬千瓦。風電技術的發展和眾多風電場的建立，需要大量的運行技術人員和科研人員，要求能夠熟練掌握各種情況下風力發電系統的運行特性，并做到及時有效安全的處理。由于風力發電的特殊性，對自然環境的依賴較大，風能的隨機性和易變性，尤其是海上風電場，自然條件惡劣，不可能隨時在現場通過試驗了解掌握風電系統的各種運行工況，這就使得對風電運行特性的研究存在一定的困難，對運行人員來說，對偶然發生的特殊情況，也不能做到及時有效的處理。采用虛擬現實仿真的技術，有助于實現對不可測、不可視、不可摸、不可入等隨機情況和危險場所進行仿真，因此建立一個與實際風力發電場相似的仿真系統，對于研究掌握風力發電系統的運行特性是十分必要的。?

發明內容

技術問題：本發明針對現有技術的不足和需要，提供一種將虛擬現實技術用于風力發電系統、真實模擬風電系統各種運行狀況的方法。?

技術方案：本發明的目的通過以下的技術方案實現的：?

a.建立風力發電系統的機理模型：包括自然風速的特性描述、風輪空氣動力學模型、傳動系統動態模型、雙饋發電機動態模型、變槳距系統模型和電網模型；?

b.建立風力發電系統虛擬現實場景模型：?

b1.建立風力發電系統各組成部分和外部環境的三維模型；?

b2.將三維模型轉換成為虛擬現實建模語言的文件格式；?

b3.利用虛擬現實建模語言確定各模型在虛擬環境中的位置關系；?

b4.將虛擬現實場景的文件存儲于虛擬場景控制服務器；?

c.實現虛擬現實場景和仿真程序的交互；?

c1.根據步驟a中風力發電系統機理模型建立仿真運算程序模塊；?

c2.將仿真運算程序模塊存儲在仿真控制主機中；?

c3.仿真控制主機通過控制數據采集服務器，連接外部輸入設備接受指令和數據輸入，通過步驟c1中建立的仿真運算程序模塊進行仿真計算；?

c4.仿真計算結果輸出至虛擬場景控制服務器，驅動虛擬場景模型數據在輸出顯示設備中進行三維多媒體動態展現；?

本發明中自然風速的特性描述由平穩風速、漸變風風速、陣風風速、隨機風風速組成：?

平穩風速V_wa由風場平均風速?描述，?

漸變風風速V_wr：?