CN106503316B - 一种风机载荷高效评估系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风机载荷高效评估系统，包括：载荷仿真数据库的查询模块，可查询管理各研发机型的仿真输入数据与载荷数据，比如机组边界条件，塔架尺寸、叶片设计数据与整机Bladed模型，主要部件、叶片、塔架载荷数据；载荷对比与敏感性分析模块，可对不同项目的边界条件、主要部件载荷、叶片与塔架载荷进行对比分析，对相同项目载荷随不同边界条件的敏感性分析；机组载荷强度适用性评估模块，基于海量载荷仿真数据针对空气密度、年平均风速、湍流强度、风切变、入流角等边界条件参数变化，插值计算对应特定场址的载荷，结合基准项目的强度评估余量，对部件进行强度评估。本发明能提高风机发电机组载荷计算的效率，缩短生命周期，节约成本。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电机组载荷计算领域，尤其是指一种风机载荷高效评估系统。
背景技术
在风力发电机组的设计以及风电场建设阶段，风力发电机组载荷计算是非常重要的一个环节。风力发电机组的载荷是指外部环境和内部环境作用在其部件上的力或力矩，包括空气动力载荷、重力载荷、惯性载荷以及由于控制系统动作而引起的运行载荷。按结构设计要求分类，风力发电机组载荷还可以分为极限载荷和疲劳载荷。极限载荷是指风力发电机组可承受的最大载荷，疲劳载荷是指作用于风力发电机组的交变循环载荷。风力发电机组载荷分析计算的目的是为了计算在特定工况下结构的应力和应变，进而进行极限强度校核和疲劳强度校核。大型风力发电机组所受载荷情况非常复杂，目前载荷分析计算需要借助于大型辅助设计软件进行，如GH Bladed。
在风力发电机组载荷计算过程中，针对不同的外部环境及机组的运行状态，需要考虑的工况数量非常多。以陆上型机组为例，依据国际标准IEC 61400-1，完整的载荷计算至少需要考虑1000多个工况。海上型机组需要考虑的工况则会更多。尤其针对风电场项目，需要根据特定场址对风电场各个机位点的机组进行载荷强度计算校核，以确定机组是否满足风电场的要求。但是由于载荷仿真计算的周期较长，工作量较大，很难高效支撑风电场项目的需求。针对这种情况，目前行业内应用较广的是采用高性能计算平台。通过计算机并行计算以提高载荷计算的效率，从而缩短计算校核周期。但此方案需要高性能仿真计算平台，硬件成本较高，而且在某些特殊情况下，高性能仿真计算平台仍然难以满足需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种风机载荷高效评估系统，用于风力发电机组设计及机组适用性快速评估。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种风机载荷高效评估系统，该系统基于python的Web平台开发，构建一个包含各个项目载荷信息的载荷数据库，可查询各种机型各类边界条件下的载荷数据，可进行特定场址机组适用性校核项目的载荷与强度快速评估，可进行载荷对比与敏感性分析，为新机型开发提供参考。
本发明所述系统主要由以下几个模块构成：
1)载荷仿真数据库的查询模块，该模块可查询管理各研发机型的仿真输入数据与载荷数据，比如机组边界条件，塔架尺寸、叶片设计数据与整机Bladed模型，主要部件、叶片、塔架载荷数据，便于标准化管理；
2)载荷对比与敏感性分析模块，该模块可对不同项目的边界条件，主要部件载荷，叶片与塔架载荷进行对比分析，对相同项目载荷随不同边界条件的敏感性分析，为后续新机型开发提供参考；
3)机组载荷强度适用性评估模块，该模块基于海量载荷仿真数据针对空气密度、年平均风速、湍流强度、风切变、入流角等边界条件参数变化，插值计算对应特定场址的载荷，结合基准项目的强度评估余量，对部件进行强度评估，实现高效的载荷评估。
考虑到本发明所述系统数据量不是太大，使用SQLite数据库,这是一个轻量级的关系型数据库，使用前不需要复杂安装，所有数据存储在单个文件中。
本发明所述系统采用基于python语言的web框架Flasky，结合numpy+scipy，充分利用了该语言特有的强大的数据处理功能。
本发明所述系统数据库共创建了18张表，如下：
WtType(机组类型表)
| 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 |
| name | 机组名称 |
| comment | 机组信息描述 |
BladeType(叶片型号表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | filepath | 叶片Bladed文件路径 |
| name | 机组名称 | data | 叶片数据 |
| comment | 叶片信息描述 |
Project(项目表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | power | 额定功率 |
| name | 机组名称 | rotorSpeed | 额定转速 |
| type | 机组类型 | ratio | 齿轮箱传动比 |
| height | 轮毂高度 | blade | 叶片型号，外键 |
| nBlade | 叶片数目 | upwind | 上风向或下风向 |
| ws_cutin | 切入风速 | ws_rated | 额定风速 |
| ws_cutout | 切出风速 | ti | 湍流强度 |
| rou | 空气密度 | flinc | 入流角 |
| annws | 年平均风速 | k | K值 |
| ws | 正常风切变 | ews | 极端风切变 |
| v1 | 1年1遇10min平均极大风速 | ve1 | 1年1遇10min最大风速 |
| v50 | 50年1遇10min平均极大风速 | ve50 | 50年1遇10min最大风速 |
| model | 整机模型路径 | model_data | 整机模型数据 |
| discon | 控制器dll路径 | pars | 控制器参数表路径 |
| comment | 项目备注 | log | 项目日志 |
| margin | 强度评估余量 | timestamp | 项目创建时间戳 |
| userid | 项目创建人id，外键 | file_xml | 载荷xml文路径 |
ExtremeLoadType(极限载荷类型表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | comment | 说明 |
| name | 极限载荷类型名称 | label | 载荷标签 |
FatigueLoadType(疲劳载荷类型表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | comment | 说明 |
| name | 疲劳载荷类型名称 | label | 载荷标签 |
Extreme(极限载荷表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | typeid | 载荷类型，外键 |
| Pid | 项目id，外键 | station | 载荷截面高度，默认为-1 |
| dlcs | 工况标签 | vals | 载荷值 |
| comment | 载荷说明 |
Fatigue(疲劳载荷表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | typeid | 载荷类型，外键 |
| Pid | 项目id，外键 | station | 载荷截面高度，默认为-1 |
| labels | 工况标签 | vals | 载荷值 |
| M | 疲劳载荷m值 | cycles | 疲劳载荷循环次数 |
LoadType(载荷类型表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | Name | 载荷类型标识符 |
| comment | 备注 |
LDD(LDD载荷表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | type | 载荷类别，外键 |
| Pid | 项目id，外键 | range | 载荷均值 |
| Revs | 转速 | Time | 时间 |
Cycles(载荷谱表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | type | 载荷类别，外键 |
| Pid | 项目id，外键 | range | 载荷均值 |
| Cycles | Cycles数目 | cumulated | Cycles累计数目 |
Mark(马尔科夫矩阵表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | type | 载荷类别，外键 |
| Pid | 项目id，外键 | range | 载荷幅值 |
| Cycles | Cycles数目 | Mean | 载荷均值 |
MeanLoad(平均载荷表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | Typeid | 载荷类别，外键 |
| Pid | 项目id，外键 | Value | 平均载荷 |
Pitch_RateTorque(变桨额定载荷表)
User(用户表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | password_hash | 密码 |
| username | 用户名 | desc | 签名描述 |
| last_seen | 最后登录时间 | role_id | 角色，外键 |
Role(角色表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | permissions | 角色权限 |
| Name | 角色名称 |
BD_Project(海量载荷数据库项目表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | Blade | 叶片型号，外键 |
| Name | 项目名称 | rou | 空气密度 |
| Ti | 湍流强度 | inflow | 如流角 |
| shear | 风剪切 | modelfile | Blade模型文件路径 |
| Comment | 备注 | timestamp | 时间戳 |
BD_ExtremeData(海量载荷数据库项目极限载荷表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | rou | 空气密度 |
| Pid | 项目id，外键 | inflow | 如流角 |
| Ti | 湍流强度 | vref | 参考风速 |
| shear | 风剪切 | value | 载荷值 |
| h | 载荷截面高度 | dlcs | 工况名称 |
| typeid | 载荷类型，外键 | Flag | 用于边界条件索引 |
| factor | 安全系数 |
BD_FatigueData(海量载荷数据库项目疲劳载荷表)
| 字段名称 | 说明 | 字段名称 | 说明 |
| id | 主键 | M | 疲劳载荷m值 |
| Pid | 项目id，外键 | rou | 空气密度 |
| Ti | 湍流强度 | inflow | 如流角 |
| shear | 风剪切 | value | 载荷值 |
| h | 载荷截面高度 | Flag | 用于边界条件索引 |
| typeid | 载荷类型，外键 |
基于服务器中存储的大量边界条件下的载荷数据，插值计算出特定场址下载荷数据，其过程如下：
1)对原始边界条件进行预处理
当输入的空气密度、湍流强度、参考风速这些原始边界条件低于数据库中边界条件的最低值，使用数据库边界条件中最低值，当高于数据库中边界条件的最高值时，报错返回；
2)查找数据库中存储的最相近的边界条件
依次查询相近的空气密度、湍流强度、风切边、入流角、参考风速，然后将这些最相近的边界条件组合成一系列的空气密度-湍流强度-风切边-入流角-参考风速组合，再由数据库中查询这些边界条件组合得到数据库载荷记录；
3)对载荷数据进行处理
针对极限载荷，由数据库中查询得到的载荷记录为[最大值，最小值]，取绝对值后取最大得到绝对值最大值；针对疲劳载荷，由数据库中查询得到的载荷记录为每个疲劳工况频率为1Hz的等效疲劳载荷，再由每个疲劳工况频率为1Hz的等效疲劳载荷得到整体总等效疲劳载荷，计算方法如下：
计算出单个工况频率为1Hz的等效疲劳载荷：
式中：del为单个工况频率为1Hz的等效疲劳载荷；si为疲劳载荷谱中第i级载荷；ni为疲劳载荷谱第i级载荷对应的循环次数；T为单个工况的持续时间；f为等效疲劳载荷的频率；m为材料S-N曲线的斜率。
根据单个工况等效疲劳载荷计算出总等效疲劳载荷(以循环次数＝1e7为例)，如下：
式中：DEL为总等效疲劳载荷；Ni为第i个工况发生的次数；Ti为第i个工况持续的时间；deli为第i个工况的等效疲劳载荷；Neq为等效循环次数；m为材料S-N曲线的斜率。
4)相关性插值分析，依据输入的边界条件，选择1维、2维或多维线性插值。
所述载荷仿真数据库的查询模块，该模块列表显示了所有标准型项目主要信息(包括项目名称，风机机型，叶片型号、备注信息以及项目更新日期)。点击某个特定项目名称链接进入项目载荷数据详细页面。点击边界条件选项可浏览该项目载荷计算的详细边界条件。极限载荷包括主要部件极限载荷、塔架极限载荷、叶片极限载荷(Principal axes)、叶片极限载荷(Rootaxes)以及轮毂三叶根极限载荷。疲劳载荷包括主要部件疲劳载荷、塔架疲劳载荷、叶片疲劳载荷(Principal axes)以及叶片疲劳载荷(Root axes)。点击整机模型选项可查看风力发电机组整机模型参数，包括机组传动链数据、机舱数据及轮毂数据等。如需查看完整的整机参数，可以下载对应的Bladed模型文件。点击叶片模型选项可查看风力发电机组叶片模型参数，包括叶片截面半径、弦长、扭角、中性轴x、中性轴y、质心x、质心y、面密度、Edge刚度以及Flap刚度等参数。如果需要查看完整的叶片模型参数，可以下载对应的Bladed模型文件。点击塔架模型选项可查看风力发电机组塔架模型参数，包括塔架法兰点质量、截面高度、截面外径、截面壁厚、面密度以及弯曲刚度等参数。如果需要查看完整的塔架模型参数，可以下载对应的Bladed模型文件。点击传动链LDD载荷选项，通过下拉菜单可查看低速轴或高速轴的扭矩LDD载荷，可查看轮毂固定坐标系下低速轴不同载荷分量(Mx,My,Mz,Fx,Fy,Fz)的LDD载荷以及马尔科夫矩阵。点击变桨轴承载荷选项可查看变桨轴承极限载荷和疲劳载荷等。点击偏航轴承载荷选项可查看偏航轴承极限载荷和疲劳载荷等。点击项目日志选项可查看项目载荷的更新或改动记录。
所述载荷对比与敏感性分析模块包括载荷对比模块和敏感性分析模块。
在所述载荷对比模块，点击下拉菜单选择对比的项目1与项目2，以及勾选欲对比的载荷类型(主要部件载荷、叶片载荷及塔架载荷)，再点击比较按钮，系统自动对相关载荷进行比较，同时给出比较结果。对比结果页面可查看两个项目的边界条件(包括机组额定功率、风轮额定转速、空气密度、湍流强度、风剪切指数、参考风速、年平均风速和K值等)、主要部件的极限载荷(包括叶根合弯矩Mxy、叶根变桨扭矩Mz、主轴扭矩Mx、轮毂合弯矩Myz、偏航轴承合弯矩Mxy、偏航扭矩Mz以及塔基合弯矩Mxy等)和主要部件疲劳载荷(包括叶根、轮毂、偏航以及塔基等部位不同m值下的各个载荷分量)对比结果。
所述敏感性分析模块，敏感性分析模板包含极限载荷敏感性分析模块与疲劳载荷敏感性分析模块。
所述极限载荷敏感性分析模块，需要指定欲进行趋势分析的变量，共有5个变量可供分析，分别为空气密度、湍流强度、风剪切指数、入流角以及参考风速。点击下拉菜单选择需要进行趋势分析的两个变量，同时指定趋势分析变量的范围。再点击下拉菜单选择需要分析的载荷及载荷类型(可以分析最大值、最小值与绝对值)。若为塔架或叶片截面载荷，还需要指定截面高度。点击查询按钮，界面下方则会出现该载荷在两个变量下的变化趋势。
所述疲劳载荷敏感性分析模块，需要指定欲进行趋势分析的变量，共有4个变量可供分析，分别为空气密度、湍流强度、风剪切以及入流角。点击下拉菜单选择需要进行趋势分析的两个变量，同时指定趋势分析变量的范围。再点击下拉菜单选择需要分析的载荷、等效疲劳载荷m值以及威布尔分布的年平均风速与k值，若为塔架或叶片截面载荷，还需要指定截面高度。点击查询按钮，界面右面为风速威布尔分布图，下方则会出现该载荷在两个变量下的变化趋势。
所述机组载荷强度适用性评估模块，需要选择进行评估的项目以及进行载荷比对的基准项目，设定特定场址的空气密度，湍流强度，风剪切指数，入流角，K值，年平均风速以及参考风速。点选极限载荷评估或疲劳载荷评估，可以单独进行主要部件的极限载荷或疲劳载荷评估。点选输出叶片截面极限载荷或输出叶片截面疲劳载荷，则可以输出特定场址边界条件下的叶片截面极限载荷或疲劳载荷。点击评估按钮，界面下方则会出现机组各个部件，包括轮毂、叶根-变桨轴承连接螺栓、轮毂-变桨轴承螺栓、机座、前轴承座、后轴承座、主轴、主轴-轮毂螺栓、塔顶法兰、塔顶外圈螺栓以及塔顶内圈螺栓等部位的静强度和疲劳评估结果。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1)本发明所述系统采用Python及Web实现，界面简洁，操作性强，局域网内部使用，账户权限登录，安全性好。
2)基于本发明所述系统，对于特定场址风电场项目可高效快速给出风力发电机组安全性评估结果。采用常规方式进行机组载荷强度评估所需时间较长，而采用本发明所述系统可快速完成载荷强度评估结果并释放所需要载荷数据，更加专业、高效。
3)基于本发明所述系统，可以统一管理风力发电机组研发机型的设计载荷存储数据，用于后期分析不同设计参数的敏感性结果，加快新机型的研发速度。
附图说明
图1为本发明的项目列表显示页面。
图2为本发明的项目载荷数据详细显示页面(边界条件)。
图3为本发明的项目载荷数据详细显示页面(主要部件极限载荷)。
图4为本发明的项目载荷数据详细显示页面(主要部件疲劳载荷)。
图5为本发明的项目载荷数据详细显示页面(整机模型)。
图6为本发明的项目载荷数据详细显示页面(叶片模型)。
图7为本发明的项目载荷数据详细显示页面(塔架模型)。
图8为本发明的项目载荷数据详细显示页面(传动链LDD载荷)。
图9为本发明的项目载荷数据详细显示页面(变桨轴承载荷)。
图10为本发明的项目载荷数据详细显示页面(偏航系统载荷)。
图11为本发明的项目载荷数据详细显示页面(项目日志)。
图12为本发明的载荷对比主界面。
图13为本发明的载荷对比结果页面。
图14为本发明的极限载荷趋势分析。
图15为本发明的疲劳载荷趋势分析。
图16为本发明的机组载荷强度适用性评估模块。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本实施例所述的风机载荷高效评估系统，为基于Python及Web开发的海量载荷强度数据库及高效评估系统，主要用于风力发电机组设计与风电场适应性分析阶段，该系统区分有三大模块：
1)载荷仿真数据库的查询模块
该模块列表显示了所有标准型项目主要信息(包括项目名称，风机机型，叶片型号、备注信息以及项目更新日期)。
项目列表界面显示如图1所示，点击某个特定项目名称链接进入项目载荷数据详细页面。
边界条件如图2所示，点击可浏览该项目载荷计算的详细边界条件。
极限载荷如图3所示，包括主要部件极限载荷、塔架极限载荷、叶片极限载荷(Principal axes)、叶片极限载荷(Root axes)以及轮毂三叶根极限载荷。
疲劳载荷如图4所示，包括主要部件疲劳载荷、塔架疲劳载荷、叶片疲劳载荷(Principal axes)以及叶片疲劳载荷(Root axes)。
整机模型如图5所示，点击可查看风力发电机组整机模型参数，包括机组传动链数据、机舱数据及轮毂数据等。如果需要查看完整的整机参数，可以下载对应的Bladed模型文件。
叶片模型如图6所示，点击可查看风力发电机组叶片模型参数，包括叶片截面半径、弦长、扭角、中性轴x、中性轴y、质心x、质心y、面密度、Edge刚度以及Flap刚度等参数。如果需要查看完整的叶片模型参数，可以下载对应的Bladed模型文件。
塔架模型如图7所示，点击可查看风力发电机组塔架模型参数，包括塔架法兰点质量、截面高度、截面外径、截面壁厚、面密度以及弯曲刚度等参数。如果需要查看完整的塔架模型参数，可以下载对应的Bladed模型文件。
传动链LDD载荷如图8所示，点击下拉菜单可查看低速轴或高速轴的扭矩LDD载荷。页面下方为轮毂固定坐标系下低速轴不同载荷分量(Mx,My,Mz,Fx,Fy,Fz)的LDD载荷以及马尔科夫矩阵。
变桨轴承载荷如图9所示，点击可查看变桨轴承极限载荷和疲劳载荷等。
偏航轴承载荷如图10所示，点击可查看偏航轴承极限载荷和疲劳载荷等。
项目日志如图11所示，点击可查看项目载荷的更新或改动记录。
2)载荷对比与敏感性分析模块，包括载荷对比模块和敏感性分析模块；
载荷对比模块主界面如图12所示，点击下拉菜单选择对比的项目1与项目2，以及勾选欲对比的载荷类型(主要部件载荷、叶片载荷及塔架载荷)，再点击比较按钮，系统自动对相关载荷进行比较，同时给出比较结果。
对比结果页面如图13所示，通过此页面可查看两个项目的边界条件(包括机组额定功率、风轮额定转速、空气密度、湍流强度、风剪切指数、参考风速、年平均风速和K值等)、主要部件的极限载荷(包括叶根合弯矩Mxy、叶根变桨扭矩Mz、主轴扭矩Mx、轮毂合弯矩Myz、偏航轴承合弯矩Mxy、偏航扭矩Mz以及塔基合弯矩Mxy等)和主要部件疲劳载荷(包括叶根、轮毂、偏航以及塔基等部位不同m值下的各个载荷分量)对比结果。
敏感性分析模块，敏感性分析模板包含极限载荷敏感性分析模块与疲劳载荷敏感性分析模块。
所述极限载荷敏感性分析模块主界面如图14，界面中需要指定欲进行趋势分析的变量，共有5个变量可供分析，分别为空气密度、湍流强度、风剪切指数、入流角以及参考风速。点击下拉菜单选择需要进行趋势分析的两个变量，同时指定趋势分析变量的范围。再点击下拉菜单选择需要分析的载荷及载荷类型(可以分析最大值、最小值与绝对值)。若为塔架或叶片截面载荷，还需要指定截面高度。点击查询按钮，界面下方则会出现该载荷在两个变量下的变化趋势。
所述疲劳载荷敏感性分析模块主界面如图15，界面中需要指定欲进行趋势分析的变量，共有4个变量可供分析，分别为空气密度、湍流强度、风剪切以及入流角。点击下拉菜单选择需要进行趋势分析的两个变量，同时指定趋势分析变量的范围。再点击下拉菜单选择需要分析的载荷、等效疲劳载荷m值以及威布尔分布的年平均风速与k值，若为塔架或叶片截面载荷，还需要指定截面高度。点击查询按钮，界面右面为风速威布尔分布图，下方则会出现该载荷在两个变量下的变化趋势。
3)机组载荷强度适用性评估模块
机组载荷强度适用性评估模块主界面如图16所示，界面中需要选择进行评估的项目以及进行载荷比对的基准项目，设定特定场址的空气密度，湍流强度，风剪切指数，入流角，K值，年平均风速以及参考风速。点选极限载荷评估或疲劳载荷评估，可以单独进行主要部件的极限载荷或疲劳载荷评估。点选输出叶片截面极限载荷或输出叶片截面疲劳载荷，则可以输出特定场址边界条件下的叶片截面极限载荷或疲劳载荷。点击评估按钮，界面下方则会出现机组各个部件，包括轮毂、叶根-变桨轴承连接螺栓、轮毂-变桨轴承螺栓、机座、前轴承座、后轴承座、主轴、主轴-轮毂螺栓、塔顶法兰、塔顶外圈螺栓以及塔顶内圈螺栓等部位的静强度和疲劳评估结果。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种风机载荷高效评估系统，其特征在于：该系统基于python的Web平台开发，构建一个包含各个项目载荷信息的载荷数据库，能够查询各种机型各类边界条件下的载荷数据，能够进行特定场址机组适用性校核项目的载荷与强度快速评估，及能够进行载荷对比与敏感性分析；所述系统主要由以下几个模块构成：
载荷仿真数据库的查询模块，该模块能够查询管理各研发机型的仿真输入数据与载荷数据，包括机组边界条件，塔架尺寸、叶片设计数据与整机Bladed模型，主要部件、叶片、塔架载荷数据；
载荷对比与敏感性分析模块，该模块能够对不同项目的边界条件、主要部件载荷、叶片与塔架载荷进行对比分析，对相同项目载荷随不同边界条件的敏感性分析；
机组载荷强度适用性评估模块，该模块基于海量载荷仿真数据针对空气密度、年平均风速、湍流强度、风切变、入流角这些边界条件参数变化，插值计算对应特定场址的载荷，结合基准项目的强度评估余量，对部件进行强度评估，实现高效的载荷评估；其中，基于服务器中存储的大量边界条件下的载荷数据，插值计算出特定场址下载荷数据，其过程如下：
1)对原始边界条件进行预处理
当输入的空气密度、湍流强度、参考风速这些原始边界条件低于数据库中边界条件的最低值，使用数据库边界条件中最低值，当高于数据库中边界条件的最高值时，报错返回；
2)查找数据库中存储的最相近的边界条件
依次查询相近的空气密度、湍流强度、风切边、入流角、参考风速，然后将这些最相近的边界条件组合成一系列的空气密度-湍流强度-风切边-入流角-参考风速组合，再由数据库中查询这些边界条件组合得到数据库载荷记录；
3)对载荷数据进行处理
针对极限载荷，由数据库中查询得到的载荷记录为[最大值，最小值]，取绝对值后取最大得到绝对值最大值；针对疲劳载荷，由数据库中查询得到的载荷记录为每个疲劳工况频率为1Hz的等效疲劳载荷，再由每个疲劳工况频率为1Hz的等效疲劳载荷得到整体总等效疲劳载荷，计算方法如下：
计算出单个工况频率为1Hz的等效疲劳载荷：
式中：del为单个工况频率为1Hz的等效疲劳载荷；si为疲劳载荷谱中第i级载荷；ni为疲劳载荷谱第i级载荷对应的循环次数；T为单个工况的持续时间；f为等效疲劳载荷的频率；m为材料S-N曲线的斜率；
根据单个工况等效疲劳载荷计算出总等效疲劳载荷如下：
式中：DEL为总等效疲劳载荷；Ni为第i个工况发生的次数；Ti为第i个工况持续的时间；deli为第i个工况的等效疲劳载荷；Neq为等效循环次数；m为材料S-N曲线的斜率；
4)相关性插值分析，依据输入的边界条件，选择1维、2维或多维线性插值。
2.根据权利要求1所述的一种风机载荷高效评估系统，其特征在于：所述载荷仿真数据库的查询模块，该模块列表显示了所有标准型项目主要信息，包括项目名称、风机机型、叶片型号、备注信息以及项目更新日期；点击特定项目名称链接进入项目载荷数据详细页面；点击边界条件选项能够浏览该项目载荷计算的详细边界条件；极限载荷包括主要部件极限载荷、塔架极限载荷、叶片极限载荷、叶片极限载荷以及轮毂三叶根极限载荷；疲劳载荷包括主要部件疲劳载荷、塔架疲劳载荷、叶片疲劳载荷以及叶片疲劳载荷；点击整机模型选项能够查看风力发电机组整机模型参数，包括机组传动链数据、机舱数据及轮毂数据；如需查看完整的整机参数，下载对应的Bladed模型文件；点击叶片模型选项能够查看风力发电机组叶片模型参数，包括叶片截面半径、弦长、扭角、中性轴x、中性轴y、质心x、质心y、面密度、Edge刚度以及Flap刚度这些参数；如需要查看完整的叶片模型参数，下载对应的Bladed模型文件；点击塔架模型选项能够查看风力发电机组塔架模型参数，包括塔架法兰点质量、截面高度、截面外径、截面壁厚、面密度以及弯曲刚度这些参数；如需要查看完整的塔架模型参数，下载对应的Bladed模型文件；点击传动链LDD载荷选项，通过下拉菜单能够查看低速轴或高速轴的扭矩LDD载荷，能够查看轮毂固定坐标系下低速轴不同载荷分量(Mx,My,Mz,Fx,Fy,Fz)的LDD载荷以及马尔科夫矩阵；点击变桨轴承载荷选项能够查看变桨轴承极限载荷和疲劳载荷；点击偏航轴承载荷选项能够查看偏航轴承极限载荷和疲劳载荷；点击项目日志选项能够查看项目载荷的更新或改动记录。
3.根据权利要求1所述的一种风机载荷高效评估系统，其特征在于：所述载荷对比与敏感性分析模块包括载荷对比模块和敏感性分析模块；
在所述载荷对比模块，点击下拉菜单选择对比的项目1与项目2，以及勾选欲对比的载荷类型，再点击比较按钮，系统自动对相关载荷进行比较，同时给出比较结果；对比结果页面能够查看两个项目的边界条件、主要部件的极限载荷和主要部件疲劳载荷对比结果；
所述敏感性分析模块包括极限载荷敏感性分析模块与疲劳载荷敏感性分析模块；
所述极限载荷敏感性分析模块，需要指定欲进行趋势分析的变量，共有5个变量可供分析，分别为空气密度、湍流强度、风剪切指数、入流角以及参考风速；点击下拉菜单选择需要进行趋势分析的两个变量，同时指定趋势分析变量的范围；再点击下拉菜单选择需要分析的载荷及载荷类型；若为塔架或叶片截面载荷，还需要指定截面高度；点击查询按钮，界面下方则会出现该载荷在两个变量下的变化趋势；
所述疲劳载荷敏感性分析模块，需要指定欲进行趋势分析的变量，共有4个变量可供分析，分别为空气密度、湍流强度、风剪切以及入流角；点击下拉菜单选择需要进行趋势分析的两个变量，同时指定趋势分析变量的范围；再点击下拉菜单选择需要分析的载荷、等效疲劳载荷m值以及威布尔分布的年平均风速与k值，若为塔架或叶片截面载荷，还需要指定截面高度；点击查询按钮，界面右面为风速威布尔分布图，下方则会出现该载荷在两个变量下的变化趋势。
4.根据权利要求1所述的一种风机载荷高效评估系统，其特征在于：所述机组载荷强度适用性评估模块，需要选择进行评估的项目以及进行载荷比对的基准项目，设定特定场址的空气密度、湍流强度、风剪切指数、入流角、K值、年平均风速以及参考风速；点选极限载荷评估或疲劳载荷评估，能够单独进行主要部件的极限载荷或疲劳载荷评估；点选输出叶片截面极限载荷或输出叶片截面疲劳载荷，则能够输出特定场址边界条件下的叶片截面极限载荷或疲劳载荷；点击评估按钮，界面下方则会出现机组各个部件，包括轮毂、叶根-变桨轴承连接螺栓、轮毂-变桨轴承螺栓、机座、前轴承座、后轴承座、主轴、主轴-轮毂螺栓、塔顶法兰、塔顶外圈螺栓以及塔顶内圈螺栓这些部位的静强度和疲劳评估结果。
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