CN109519338B - 一种风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法，包括：S01、提取疲劳工况和极限工况下的仿真变桨载荷数据；S02、对数据格式进行处理，得到移动均方根值；S03、将移动均方根值与变桨电机额定T‑n曲线对比，当电机额定T‑n曲线包络住移动方根值，则判断变桨电机的驱动力矩校核通过。本发明还公开了一种校核装置，包括第一模块，用于提取疲劳工况和极限各工况下的仿真变桨载荷数据；第二模块，用于对数据格式进行处理，得到移动均方根值；第三模块，用于将移动均方根值与变桨电机额定T‑n曲线对比，当电机额定T‑n曲线包络住移动方根值则判断驱动力矩校核通过。本发明的校核方法及装置均具有提高工作效率等优点。

Description

一种风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法及装置
技术领域
本发明主要涉及风力发电技术领域，特指一种风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法及装置。
背景技术
风能作为一种清洁的可再生能源，其蕴量巨大，越来越受世界各国的重视。随着风力发电机组单机容量的增加，风轮直径增大，风力发电机组离地的高度也在不断增加，叶片的长度也在不断的增加，叶片根部载荷也在不断增加，对风力发电机组变桨电机驱动能力要求就越高。
根据IEC或GL标准的规定，一整套完整的载荷计算工况个数往往超过3000个仿真数据，对应有3000多个数据文件，数据处理耗时耗力。目前风电行业内对变桨电机校核的公司主要为Moog、SSB、Atech、Keb、lenze等，在对变桨仿真数据处理方面差异性很大，Moog公司能对完整的载荷计算工况数据进行处理，但是处理时间相对很长，至少需要计算1周时间，其余公司对于数据处理就很粗糙，未进行全套载荷数据计算，从而校核变桨电机准确性就有待验证。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种工作效率高的风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法，包括以下步骤：
S01、提取疲劳工况和极限工况下的仿真变桨载荷数据；
S02、对数据格式进行转换，并进行处理，得到移动均方根值；
S03、将移动均方根值与变桨电机额定T-n曲线对比，当电机额定T-n曲线包络住所有移动方根值，则判断变桨电机的驱动力矩校核通过，否则不通过。
作为上述技术方案的进一步改进：
在步骤S01中，数据包括变桨电机变桨速率、桨距角和驱动力矩。
在步骤S02中，数据处理所需修改的参数为变桨驱动传动比和移动均方根时间。
在步骤S02中，疲劳工况下的数据处理后为600s移动均方根值，极限工况下的数据处理后为3s移动均方根值。
在步骤S01中，数据为txt文件。
在步骤S02中，将txt格式文件转化为Excel格式文件。
本发明还公开了一种风电机组的变桨电机驱动力矩校核装置，包括
第一模块，用于提取疲劳工况和极限工况下的仿真变桨载荷数据；
第二模块，用于对数据格式进行转换，并进行处理，得到移动均方根值；
第三模块，用于将移动均方根值与变桨电机额定T-n曲线对比，当电机额定T-n曲线包络住所有移动方根值，则判断变桨电机的驱动力矩校核通过，否则不通过。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法及装置，一整套载荷数据处理可以在很短时间内完成，提高了工作效率，能快速响应变桨电机校核，并迅速给出校核结论，优于现阶段变桨电机供应商处理数据的能力。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
图2为本发明的对比图之一。
图3为本发明的对比图之二。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1 至图3所示，本实施例的风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法，包括以下步骤：
S01、提取疲劳工况和极限工况下的仿真变桨载荷数据；
S02、对数据格式进行转换，并进行处理，得到移动均方根值；
S03、将移动均方根值与变桨电机额定T-n曲线对比，当电机额定T-n曲线包络住所有移动方根值，则判断变桨电机的驱动力矩校核通过，否则为不通过。
本发明的风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法，一整套载荷数据处理可以在很短时间内完成，提高工作效率，能快速响应变桨电机校核，并迅速给出校核结论，优于现阶段变桨电机供应商处理数据能力。
本实施例中，风电机组载荷工况分为以下情况：
疲劳工况：dlc1.2（长时运行S1工作制），dlc2.4（故障工况，电网掉电、发电机传感器故障、低电压穿越、偏航故障），dlc4.1（正常停机），dlc6.4（空转）；
极限工况：dlc1.3（极限湍流风），dlc1.4（极限瞬态风），dlc1.5（极限风剪切），dlc2.1（发电兼故障），dlc2.2（发电兼故障），dlc2.3（电网掉电工况），dlc4.2（正常停机+阵风），dlc5.1（紧急停机），dlc6.1（空转）、dlc6.2（空转）、dlc6.3（空转）、dlc7.1（停机兼故障）、dlc8.1（停机）、dlc8.2（停机）。
利用blade软件对历年疲劳工况和极限工况下的仿真变桨载荷时间历程数据进行提取，由于数据量很大，需对数据做批量处理，根据IEC或GL标准的规定，一整套完整的载荷计算工况个数往往超过3000个仿真数据文件，一个仿真数据文件的步长为50ms，变桨电机T-n曲线测试数据极限工况下为3s移动均方根值（rms），疲劳工况下为600s移动均方根值（rms）。
此时需对时间历程数据做批量处理，详细步骤如下：
（1）读取变桨电机20年的仿真载荷数据，提取后的数据为多个txt格式文件；
（2）数据转换，将所有txt格式文件转换为excel格式文件；
（3）数据处理，根据需求把转换后excel文件处理为3s或600s移动均方根值（变桨电机T-n曲线测试数据极限工况为3s移动均方根值（rms），疲劳工况为600s移动均方根值（rms）），并保存在指定位置；
（4）处理数据与电机曲线作对比，处理后的数据散点图与电机T-n曲线在同一图中叠加绘制，并作对比；
（5）判断电机曲线是否包络住处理后的数据，如图2所示，通过对dlc1.2工况变桨时间历程数据作600s移动均方根处理与电机T-n曲线对比，可知电机T-n曲线包络住仿真载荷数据（各散点均位于电机T-n曲线的下方），同理，如图3所示，dlc5.1极限工况数据也能被电机包络住，所以得出，只要疲劳工况和极限工况数据都能被电机T-n曲线包络住，就可以说明选择电机满足风电机组在20年运行过程中的驱动力矩，其余工况数据处理与以上类似，在此不再赘述。
本实施例中，步骤（1）中变桨电机参数包括变桨电机变桨速率、桨距角、驱动力矩、时间；其中时间就是50ms步长输出的对应变桨电机参数；2）数据处理过程所需修改参数为变桨驱动传动比和移动均方根时间。
本实施例中，处理的大量数据点可以全部反应在图中，并与实际电机曲线做对比，能更直观的反应出实际电机曲线是否包络住处理后的数据点，并且可以减少人为参与因素在里面，只需修改变桨驱动传动比及所需处理的均方根时间（如3s rms 、10s rms），能避免人为错误因数在里面，达到一键处理，简化了处理繁杂数据的过程，快速有效校核变桨电机驱动力矩。
本实施例中，在步骤（3）中，数据处理为3s移动均方根值时，是通过从0s开始，处理第一个数据为3s（60个50ms），第二个数据从50ms开始，至3.05s，以此类推，这样移动的均方根值更能准确的描述仿真运行驱动力矩及变桨速率，仿真驱动力矩也更能准确的判断实际电机运行情况。
本实施例中，采集的变桨速率通过变桨驱动传动比转化为电机转速，并在某一时刻电机转速对应的变桨驱动力矩可以有效判断仿真力矩是否超过实际电机运行值；桨距角位置则判断风机是否运行于设计工况，从而可判断变桨电机是否处于运行状态。
本发明还相应公开了一种风电机组的变桨电机驱动力矩校核装置，包括
第一模块，用于提取疲劳工况和极限各工况下的仿真变桨载荷数据；
第二模块，用于对数据格式进行转换，并进行处理，得到移动均方根值；
第三模块，用于将移动均方根值与变桨电机额定T-n曲线对比，当电机额定T-n曲线包络住所有移动方根值，则判断变桨电机的驱动力矩校核通过，否则不通过。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、提取疲劳工况和极限工况下的仿真变桨载荷数据；
S02、对数据格式进行转换，并进行处理，得到移动均方根值；
S03、将移动均方根值与变桨电机额定T-n曲线对比，当电机额定T-n曲线包络住所有移动均方根值，则判断变桨电机的驱动力矩校核通过，否则不通过；
在步骤S01中，数据包括变桨电机变桨速率、桨距角和驱动力矩；
在步骤S02中，数据处理所需修改的参数为变桨驱动传动比和移动均方根时间；
在步骤S02中，疲劳工况下的数据处理后为600s移动均方根值，极限工况下的数据处理后为3s移动均方根值。
2.根据权利要求1所述的风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法，其特征在于，在步骤S01中，数据为txt文件。
3.根据权利要求1所述的风电机组的变桨电机驱动力矩校核方法，其特征在于，在步骤S02中，将txt格式文件转化为Excel格式文件。
4.一种风电机组的变桨电机驱动力矩校核装置，其特征在于，包括
第一模块，用于提取疲劳工况和极限各工况下的仿真变桨载荷数据；
第二模块，用于对数据格式进行转换，并进行处理，得到移动均方根值；
第三模块，用于将移动均方根值与变桨电机额定T-n曲线对比，当电机额定T-n曲线包络住所有移动均方根值，则判断变桨电机的驱动力矩校核通过，否则不通过；
在第一模块中，数据包括变桨电机变桨速率、桨距角和驱动力矩；
在第二模块中，数据处理所需修改的参数为变桨驱动传动比和移动均方根时间；
在第二模块中，疲劳工况下的数据处理后为600s移动均方根值，极限工况下的数据处理后为3s移动均方根值。
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