[發明專利]一種風機認證測試系統分析平臺

有效

• 申請號: 201510342470.0
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104978453B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 盧軍;鄒荔兵;任永;王超;周玲;朱曉芳;段博志;張敏敏;梁洪霞
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 梁瑩

技術領域

本發明涉及風力發電機組測試仿真數據分析的技術領域，尤其是指一種風機認證測試系統分析平臺。

背景技術

對于風電行業，仿真計算和測試是風力發電機組設計流程重要步驟。風機前期設計依據為仿真計算數據，測試數據是對仿真數據的驗證和分析，同時測試可以校核和完善仿真模型，兩者互相迭代，提高風力發電機組的設計可靠性。現在國內風電行業，測試一般是由專業測試公司完成現場測試數據的采集(如功率數據、葉根應變測試、傳動鏈應變測試、塔架應變測試等)，進行數據分析；仿真由專業的仿真工程師完成；對風機模型的校核和完善也是通過零星的測試來進行。因此，集成風力發電機組測試數據處理分析、仿真數據對比、系統識別等功能的數據處理平臺十分必要，可以綜合完成仿真測試數據處理，可以完成風力發電機組仿真→測試→校核模型后仿真過程，完成閉環設計驗證流程，提高風力發電機組的設計可靠性。

現在國內風機測試方面，現場測試數據設備的采集數據包主要為dat數據格式，dat數據格式只能為FAMOS軟件讀取。仿真方面，國內主流軟件為風力行業專業軟件Bladed。Matlab擁有強大的數據處理功能。基于FAMOS+Matlab+Bladed平臺開發環境，完成一套從整機部件應變原始測試數據→數據標定批量處理→仿真設計同測試驗證對比→修正仿真模型的數據處理平臺，既能針對樣機測試數據進行分析，自動完成測試報告及對比內容，又能夠用于同仿真設計數據庫進行分析驗證，校核和完善仿真模型。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種按照風機認證要求集成風力發電機組測試數據處理分析、仿真數據對比、系統識別等功能的風機認證測試系統分析平臺，可以提高數據處理的效率和準確性，進而提高風力發電機組的設計可靠性。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種風機認證測試系統分析平臺，所述平臺為基于FAMOS、BLADED、MATLAB開發的風機認證測試分析軟件，區分有五大模塊，分別為數據分析模塊、功率測試模塊、性能測試模塊、載荷測試模塊、系統識別模塊；其中：

所述數據分析模塊，通過輸入機組參數信息和基于fomas測試dat格式數據，經過標定公式、變量合成公式以及變量對應關系處理，標定后dat和txt格式數據，通過篩選條件得到符合要求數據點；

所述功率測試模塊，用于對符合要求數據點機組氣象數據和運行數據進行處理分析，統計和圖像化氣象情況和機組運行情況，輸出功率曲線、Cp曲線、功率散點圖、轉速轉矩曲線、功率曲線對比、捕獲矩陣這些信息，并自動生成基于GL-D格式的功率曲線報告；

所述性能測試模塊，用于對機組性能測試數據進行處理和分析，統計和圖像化機組重要運行數據，對變量進行頻譜分析，并自動生成基于GL-D格式的性能測試報告；

所述載荷測試模塊，用于對機組載荷數據進行分類統計處理，生成統計數據表格，進行雨流分析，得出等效疲勞載荷，并分類統計輸出表格，生成載荷譜及載荷對比，并自動生成基于GL-D格式的載荷測試報告；

所述系統識別模塊，用于變槳系統響應系統識別及變頻器響應系統識別。

所述數據分析模塊包括以下步驟：

1)輸入機組參數信息：功率、塔架高度、葉輪半徑、傳動比；

2)對于測試數據，通過信號標定公式把電信號轉換為物理數據和載荷數據關系；針對不同測試機構采集、不同機組的不同命名格式的測試數據，變量對應關系公式把所有格式數據轉換為統一命名格式數據，得到標定后統一模式的dat和txt測試數據；通過變量合成公式，把測試數據轉換成Bladed載荷仿真中的變量，完成從原始數據到對應仿真數據的轉換；

3)考慮風力發電機運行數據，數據有效性判斷的篩選條件，通過過濾和舍去不符合數據，得到符合要求數據的有效值，其中篩選條件包括測風塔扇區、風機故障標示信號、數據完整性、數據合理性判斷。

所述功率測試模塊包括以下步驟：

1)按照風機功率測試標準，對風機運行時溫度、濕度、氣壓、風速、風向、湍流、風切變、空氣密度這些氣象數據及機組運行時功率、發電機轉速、槳矩角、偏航誤差、葉尖速比進行統計分析，輸出重要參數與風速風向之間的函數關系，其中，湍流值Ti、風切變σ、空氣密度ρ由以下公式推導得出：