[發明專利]一種風力發電機組壽命評估方法

在審

• 申請號: 202110647575.2
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113374652A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 胡偉明;尹景勛;雷肖;蘭杰;楊張斌;胡宗邱;張斯翔;曾慶忠;張磊;王琦;姚森;高中華;黃樹根;彭小迪;李杰;羅靜;王鈞;路宏
• 申請（專利權）人: 中國三峽建工（集團）有限公司;東方電氣風電有限公司
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

1.一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，獲取風力發電機組的機組特性數據，修正風力發電機組的Bladed模型；

S2，根據修正后的風力發電機組的Bladed模型，建立風力發電機組的載荷實時預估模型；

S3，驗證載荷實時預估模型準確性，修正載荷實時預估模型；

S4，利用修正后的Bladed模型，對已運行的時間段的機組的真實載荷進行計算，和/或，利用修正后的載荷實時預估模型，對待運行的時間段的機組載荷進行預估；

S5，得到風力發電機組的疲勞損傷值，判斷風力發電機組是否能繼續使用。

2.根據權利要求1所述的一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，步驟S1包括：

S11，獲取傳動鏈頻率數據、塔筒頻率數據、變槳響應數據、力矩響應數據和/或機艙加速度數據；

S12，分析Bladed模型與S11步驟所獲取的數據的差異，修正Bladed模型。

3.根據權利要求2所述的一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，步驟S2包括以下步驟：

S21，在步驟S12得到的修正后的Bladed模型基礎上，借用機組仿真的槳角數據、轉速數據、力矩數據和/或機艙加速度數據，然后反推塔筒的傾覆力矩，和/或，反推輪轂的中心推力及轉矩；

S22，建立具有以下仿真載荷時序的載荷實時預估模型：

其中，表示預估載荷，Mxy為塔筒底部載荷，Fx為輪轂中心載荷，Mx為輪轂中心力矩，X表示測量數據，β為槳矩角，FA為機艙前后方向加速度，SS為機艙左右方向加速度，N為發電機轉速，Φ為權重矩陣。

4.根據權利要求3所述的一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，步驟S3包括以下步驟：

S31，運行載荷實時預估模型，并進行實時載荷測試；

S32，對比分析載荷實時預估的載荷與實時載荷測試得到的載荷，利用實時載荷測試得到的載荷修正載荷實時預估模型。

5.根據權利要求4所述的一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，步驟S4包括以下步驟：

S41，利用修正后的Bladed模型，對已運行的時間段的機組的真實載荷進行計算，和/或，利用修正后的載荷實時預估模型，對待運行的時間段的機組載荷進行預估；從而得到已運行的時間段和/或待運行的時間段的載荷時間序列；

S42，結合風場因素，得到關鍵位置處的Markov矩陣和/或等效疲勞載荷，從而得到已運行的時間段和/或待運行的時間段的風力發電機組的真實載荷。

6.根據權利要求5所述的一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，步驟S5包括以下步驟：

S51,根據已運行時間內的風力發電機組的真實載荷，計算出一段固定時間段內關鍵位置處的疲勞損傷值；

S52，對疲勞損傷值進行一段固定時間段內的線性疊加，根據疲勞損傷值的線性疊加值判斷風力發電機組是否可以繼續使用；判斷為風力發電機組可以繼續使用的條件如下：

d₁+d₂+d_i…+d_n＜1，

其中，i表示固定時間段的編號，n表示固定時間段的總數，i、n均為正整數，i≤n，di表示第i個固定時間段位置的疲勞損傷值。

7.根據權利要求6所述的一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，所述一段固定時間段為一年。

8.根據權利要求1至7任一項所述的一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，還包括以下步驟：

S6，利用載荷預估模型實時監測機組載荷情況，利用疲勞損傷值，預測風力發電機組的殘余壽命。

9.根據權利要求8所述的一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，還包括以下步驟：

S7，根據預測的風力發電機組的殘余壽命，設定風力發電機組的殘余壽命預警閾值。

10.根據權利要求9所述的一種風力發電機組壽命評估方法，其特征在于，步驟S7中，取殘余壽命最短的部件的壽命值作為風力發電機組的殘余壽命預警的閾值。