[發(fā)明專利]一種確定偏航驅(qū)動設(shè)計載荷的方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410784231.6
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN104462703B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張凱;陶友傳;文茂詩;李順建
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團海裝風電股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風力發(fā)電機組系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種確定偏航驅(qū)動設(shè)計載荷的方法及裝置。

背景技術(shù)

風力發(fā)電機組的偏航過程是由偏航軟啟動器保護偏航電機進行啟動，啟動后軟啟動器被旁路，通過馬達保護開關(guān)偏航電機進行偏航，在偏航的整個過程中，偏航剎車提供一部分保持力矩以維持風力發(fā)電機組的穩(wěn)定偏航。風力發(fā)電機組的偏航驅(qū)動器是風力發(fā)電機組實現(xiàn)偏航過程的重要部分，因此如何有效的實現(xiàn)對風力發(fā)電機組的偏航驅(qū)動器設(shè)計是目前亟待解決的問題。

偏航驅(qū)動器設(shè)計載荷是風力發(fā)電機組偏航驅(qū)動器設(shè)計的基礎(chǔ)。目前，在對偏航驅(qū)動器設(shè)計載荷時，主要是根據(jù)基于GL(Germanischer Lloyd)/IEC(International Electrotechnical Commission)設(shè)計規(guī)范中工況定義對工況進行計算機模擬，獲取多個風力發(fā)電機組的偏航風載荷值，并從多個風力發(fā)電機組的偏航風載荷值中選取最大的值作為偏航風載荷的最大值，根據(jù)由偏航剎車獲取的偏航保持力矩及偏航風載荷的最大值確定偏航驅(qū)動設(shè)計載荷，進而完成對偏航驅(qū)動器的選型設(shè)計。

現(xiàn)有的偏航驅(qū)動設(shè)計方法盡管實現(xiàn)了偏航系統(tǒng)的設(shè)計需求，但往往由于極限風力發(fā)電機組偏航風載荷較大且發(fā)生的次數(shù)較少，以至于直接選取風力發(fā)電機組載荷的極限值的偏航驅(qū)動設(shè)計成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種確定偏航驅(qū)動設(shè)計載荷的方法及裝置，用以降低風力發(fā)電機組偏航系統(tǒng)的設(shè)計成本。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一方面，本發(fā)明提供了一種確定偏航驅(qū)動設(shè)計載荷的方法，應(yīng)用于風力發(fā)電機組系統(tǒng)，包括：

確定風力發(fā)電機組全壽命期的偏航風載荷概率分布；

對所述偏航風載荷概率分布進行曲線擬合獲取偏航風載荷累計概率密度函數(shù)曲線；

使用6σ概率線與所述偏航風載荷累計概率密度函數(shù)曲線的交點確定偏航風載荷最大值；

確定與所述偏航風載荷最大值和獲取的偏航剎車力矩相匹配的偏航驅(qū)動器設(shè)計載荷。

優(yōu)選的，所述根據(jù)6σ概率線與所述偏航風載荷累計概率密度函數(shù)曲線確定偏航風載荷最大值包括：

獲取所述6σ概率線與所述偏航風載荷累計概率密度函數(shù)曲線的第一交點和第二交點；

分別對所述第一交點和所述第二交點取絕對值；

判斷取絕對值之后的所述第一交點是否大于取絕對值之后的所述第二交點，如果是，則將所述第一交點的絕對值確定為最大值；如果否，則將所述第二交點的絕對值確定為最大值。

優(yōu)選的，所述確定風力發(fā)電機組全壽命期的偏航風載荷概率分布包括：

分別獲取不同風速下各偏航風載荷發(fā)生概率的正態(tài)分布擬合曲線和不同風速對應(yīng)的概率分布；

采用所述正態(tài)分布擬合曲線和所述概率分布確定風力發(fā)電機組全壽命期的偏航風載荷概率分布。

優(yōu)選的，在獲取不同風速下各偏航風載荷發(fā)生概率的正態(tài)分布擬合曲線前包括：

對設(shè)計規(guī)范中工況定義對工況進行模擬，獲取多個所述風力發(fā)電機組偏航風載荷。

優(yōu)選的，所述確定與所述偏航風載荷最大值和獲取的偏航剎車力矩相匹配的偏航驅(qū)動器設(shè)計載荷包括：

按照下述公式確定所述偏航驅(qū)動器設(shè)計載荷

T_{驅(qū)動極限}＝T_極限風載+T_保持力矩

式中，T_{驅(qū)動極限}為偏航系統(tǒng)設(shè)計所需的最大驅(qū)動力矩，T_極限風載為偏航運行工況的極限風載荷，T_保持力矩為偏航運動過程中克服的偏航剎車力矩。

另一方面，本發(fā)明提供了一種確定偏航驅(qū)動設(shè)計載荷的裝置，應(yīng)用于風力發(fā)電機組系統(tǒng)，包括：

第一確定單元，用于確定風力發(fā)電機組全壽命期的偏航風載荷概率分布；

獲取單元，用于對所述偏航風載荷概率分布進行曲線擬合獲取偏航風載荷累計概率密度函數(shù)曲線；

第二確定單元，用于使用6σ概率線與所述偏航風載荷累計概率密度函數(shù)曲線的交點確定偏航風載荷最大值；

第三確定單元，用于確定與所述偏航風載荷最大值和獲取的偏航剎車力矩相匹配的偏航驅(qū)動器設(shè)計載荷。

優(yōu)選的，所述第二確定單元包括：

第一獲取單元，用于獲取所述6σ概率線與所述偏航風載荷累計概率密度函數(shù)曲線的第一交點和第二交點；

計算單元，用于分別對所述第一交點和所述第二交點取絕對值；