CN109960837B - 风电机组偏航系统仿真方法和计算装置 - Google Patents

风电机组偏航系统仿真方法和计算装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109960837B
CN109960837B CN201711430249.6A CN201711430249A CN109960837B CN 109960837 B CN109960837 B CN 109960837B CN 201711430249 A CN201711430249 A CN 201711430249A CN 109960837 B CN109960837 B CN 109960837B
Authority
CN
China
Prior art keywords
yaw
model
module
wind turbine
simulation software
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711430249.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109960837A (zh
Inventor
张峻川
罗昕
袁旭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Goldwind Science and Creation Windpower Equipment Co Ltd
Priority to CN201711430249.6A priority Critical patent/CN109960837B/zh
Publication of CN109960837A publication Critical patent/CN109960837A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109960837B publication Critical patent/CN109960837B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/06—Power analysis or power optimisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

一种风电机组偏航系统仿真方法和和计算装置。所述风电机组偏航系统仿真方法包括：通过使用第一仿真软件建立风电机组偏航系统的第一模型；通过使用第二仿真软件建立风电机组偏航系统的第二模型；通过使用第三仿真软件建立风电机组偏航系统的第三模型；使用建立的第一模型、第二模型和第三模型对风电机组偏航系统进行仿真，其中，第一模型包括被配置为与第二模型和第三模型进行交互的第一接口，第二模型包括被配置为与第一模型和第三模型进行交互的第二接口，第三模型包括被配置为与第一模型和第二模型进行交互的第三接口。

Description

风电机组偏航系统仿真方法和计算装置
技术领域
本发明涉及一种风电机组偏航系统仿真方法和计算装置。
背景技术
现有使用仿真软件进行的风电机组偏航系统动力学研究，多局限于单一仿真软件平台。然而，单一仿真软件平台往往会重点对风电机组偏航系统的特定模块进行详细建模，而对风电机组偏航系统的部分模块进行简化替代。例如，当使用Simpack软件进行风电机组偏航系统动力学仿真研究时，多局限于Simpack平台本身，Simpack平台本身会对偏航电机、液压系统等进行简化代替(例如，将偏航电机简化为理想扭矩，将液压系统简化为制动器理想压力)。因此得到的结果与真实情况不可避免地存在一定差异，并且由于简化较多，很难具体分析简化的系统/模块对偏航系统造成的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风电机组偏航系统仿真方法和计算装置。
本发明的一方面提供一种风电机组偏航系统仿真方法，所述风电机组偏航系统仿真方法包括：通过使用第一仿真软件建立风电机组偏航系统的第一模型；通过使用第二仿真软件建立风电机组偏航系统的第二模型；通过使用第三仿真软件建立风电机组偏航系统的第三模型；使用建立的第一模型、第二模型和第三模型对风电机组偏航系统进行仿真，其中，第一模型包括被配置为与第二模型和第三模型进行交互的第一接口，第二模型包括被配置为与第一模型和第三模型进行交互的第二接口，第三模型包括被配置为与第一模型和第二模型进行交互的第三接口。
可选地，第一仿真软件为动力学仿真软件，第二仿真软件为液压系统仿真软件，第三仿真软件为机电动态系统仿真软件，其中，第一仿真软件、第二仿真软件和第三仿真软件彼此不同。
可选地，第一模型为针对风机多体动力学模型模块建立的模型，第二模型为针对液压系统模块建立的模型，第三模型为针对偏航电机模块和偏航控制器模块建立的模型。
可选地，风机多体动力学模型模块包括下列至少之一：叶片、塔架、轮毂、偏航减速器、偏航轴承、偏航系统刹车盘以及偏航制动器。
可选地，液压系统模块包括液压系统的泵、阀体和管路。
可选地，偏航电机模块包括偏航电机启动电路和偏航电机。
可选地，在进行仿真的步骤中，风机多体动力学模型模块通过第一接口：向液压系统模块传递压力的反作用力和时序，作为液压系统模块的负载；向偏航控制器模块传递机舱位置的角度信息，作为偏航控制器模块的输入之一；向偏航电机模块传递扭矩的反作用力和时序，作为偏航电机模块中的偏航电机的负载。
可选地，在进行仿真的步骤中，液压系统模块通过第二接口向风机多体动力学模型模块中的制动器传递液压压力和液压压力的时序信息，并通过第二接口向偏航控制器模块传递包括温度、管路压力以及工作状态的运行信息。
可选地，在进行仿真的步骤中，偏航电机模块通过第三接口向风机多体动力学模型模块中的减速器传递扭矩和扭矩的时序信息，并向偏航控制器模块传递包括温度以及工作状态的运行信息。
可选地，在进行仿真的步骤中，偏航控制器模块向偏航电机模块传递开关机判断指令，并通过第三接口向液压系统模块传递阀体动作指令。
本发明的另一方面提供一种计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行上面所述的塔架门洞疲劳强度计算方法的计算机程序。
本发明的另一方面提供一种计算装置，包括：处理器；存储器，用于存储当被处理器执行时使得处理器执行上面所述的塔架门洞疲劳强度计算方法的计算机程序。
根据本发明的风电机组偏航系统仿真方法采用了不同的仿真软件进行闭环仿真，从而得到最贴近真实情况的偏航系统精细数字模型，能很好地满足偏航系统的研究需要，精确程度提高。
附图说明
通过下面结合示例性地示出一例的附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本发明的实施例的风电机组偏航系统仿真方法；
图2示出了本发明的实施例的执行图1中的风电机组偏航系统仿真方法的计算装置。
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
图1示出根据本发明的实施例的风电机组偏航系统仿真方法。
在步骤S100中，通过使用第一仿真软件建立风电机组偏航系统的第一模型。
在一个实施例中，第一仿真软件为动力学仿真软件。例如，第一仿真软件是Simpack仿真软件。应注意，Simpack仿真软件仅仅是一个示例，本发明不限于此，并且也可使用其他的动力学仿真软件。
在一个实施例中，第一模型为针对风机多体动力学模型模块建立的模型。例如，风机多体动力学模型模块包括下列至少之一：叶片、塔架、轮毂、偏航减速器、偏航轴承、偏航系统刹车盘以及偏航制动器。在一个实施例中，风机多体动力学模型模块可提供：a)整机载荷：包括机舱、叶根、塔架，和偏航系统载荷；b)偏航系统功能特性验证；c)部件载荷：偏航减速器、制动器载荷。
此外，在本发明中，第一模型具有与其他模型进行交互的第一接口。在一个实施例中，风机多体动力学模型模块可包括被配置为与其他模块进行交互的第一接口。
在步骤S200中，通过使用第二仿真软件建立风电机组偏航系统的第二模型。
在一个示例中，第二仿真软件为液压系统仿真软件。例如，液压系统仿真软件是Simulation X仿真软件。应注意，Simulation X仿真软件仅仅是一个示例，本发明不限于此，并且也可使用其他的液压系统仿真软件。
在一个实施例中，第二模型为针对液压系统模块建立的模型。例如，液压系统模块可包括泵、阀体、管路等。在一个实施例中，液压系统可提供功能验证。
此外，在本发明中，第二模型可包括被配置为与其他模型进行交互的第二接口。在一个实施例中，液压系统模块可包括被配置为与其他模块进行交互的第二接口。
在步骤S300中，通过使用第三仿真软件建立风电机组偏航系统的第三模型。
在一个示例中，第三仿真软件为机电动态系统仿真软件。例如，机电动态系统仿真软件是Simulink仿真软件。应注意，Simulink仿真软件仅仅是一个示例，本发明不限于此，并且也可使用其他的机电动态系统仿真软件。
在一个实施例中，第三模型为针对偏航电机模块和偏航控制器模块建立的模型。例如，偏航电机模块可包括偏航电机启动电路和偏航电机。在一个实施例中，偏航电机模块可提供偏航电机功能验证。在一个实施例中，偏航控制器模块接收风速风向、发电机工况等工况信息的输入并提供偏航系统动作指令。
此外，在本发明中，第三模型可包括被配置为与其他模型(例如，第一模型、第二模型)进行交互的第三接口。在一个实施例中，偏航电机模块和偏航控制器模块可包括被配置为与其他模块(例如，风机多体动力学模型模块、液压系统模块)进行交互的第三接口。
如上所述，第一仿真软件、第二仿真软件和第三仿真软件是彼此不同的仿真软件。
在步骤S400中，使用建立的第一模型、第二模型和第三模型对风电机组偏航系统进行仿真。
如上所述，第一模型可以为针对风机多体动力学模型模块建立的模型，第二模型可以为针对液压系统模块建立的模型，第三模型可以为针对偏航电机模块和偏航控制器模块建立的模型。在这种情况下，在步骤S400中，风机多体动力学模型模块可通过第一接口：向液压系统模块传递压力的反作用力和时序，作为液压系统模块的负载；向偏航控制器模块传递机舱位置的角度信息，作为偏航控制器模块的输入之一；向偏航电机模块传递扭矩的反作用力和时序，作为偏航电机模块中的偏航电机的负载；液压系统模块可通过第二接口向风机多体动力学模型模块中的制动器传递液压压力和液压压力的时序信息，并通过第二接口向偏航控制器模块传递包括温度、管路压力以及工作状态的运行信息；偏航电机模块可通过第三接口向风机多体动力学模型模块中的减速器传递扭矩和扭矩的时序信息，并通过第三模型的内部接口(例如，内部总线)向偏航控制器模块传递包括温度以及工作状态的运行信息；偏航控制器模块可通过第三模型的内部接口向偏航电机模块传递开关机判断指令，并通过第三接口向液压系统模块传递阀体动作指令。
图2示出了本发明的实施例的执行图1中的风电机组偏航系统仿真方法的计算装置。
参照图2，根据本发明的实施例的计算装置200包括处理器210和存储器220。存储器200可存储计算机程序。当所述计算机程序被处理器210执行时，处理器210执行如上所述的风电机组偏航系统仿真方法。
此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质可存储当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的风电机组偏航系统仿真方法的计算机程序。
根据本发明的风电机组偏航系统仿真方法采用了不同的仿真软件进行闭环仿真，从而得到最贴近真实情况的偏航系统精细数字模型，能很好地满足偏航系统的研究需要，精确程度提高。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (7)

1.一种风电机组偏航系统仿真方法，包括：
通过使用第一仿真软件建立风电机组偏航系统的第一模型，其中，第一模型为针对风机多体动力学模型模块建立的模型；
通过使用第二仿真软件建立风电机组偏航系统的第二模型，其中，第二模型为针对液压系统模块建立的模型；
通过使用第三仿真软件建立风电机组偏航系统的第三模型，其中，第三模型为针对偏航电机模块和偏航控制器模块建立的模型；
使用建立的第一模型、第二模型和第三模型对风电机组偏航系统进行仿真，
其中，第一模型包括被配置为与第二模型和第三模型进行交互的第一接口，第二模型包括被配置为与第一模型和第三模型进行交互的第二接口，第三模型包括被配置为与第一模型和第二模型进行交互的第三接口；
其中，风机多体动力学模型模块通过第一接口向液压系统模块传递压力的反作用力和时序，作为液压系统模块的负载；向偏航控制器模块传递机舱位置的角度信息，作为偏航控制器模块的输入之一；向偏航电机模块传递扭矩的反作用力和时序，作为偏航电机模块中的偏航电机的负载；
液压系统模块通过第二接口向风机多体动力学模型模块中的制动器传递液压压力和液压压力的时序信息，并通过第二接口向偏航控制器模块传递包括温度、管路压力以及工作状态的运行信息；
偏航电机模块通过第三接口向风机多体动力学模型模块中的减速器传递扭矩和扭矩的时序信息，并向偏航控制器模块传递包括温度以及工作状态的运行信息；
偏航控制器模块向偏航电机模块传递开关机判断指令，并通过第三接口向液压系统模块传递阀体动作指令。
2.如权利要求1所述的风电机组偏航系统仿真方法，其中，第一仿真软件为动力学仿真软件，第二仿真软件为液压系统仿真软件，第三仿真软件为机电动态系统仿真软件，其中，第一仿真软件、第二仿真软件和第三仿真软件彼此不同。
3.如权利要求1所述的风电机组偏航系统仿真方法，其中，风机多体动力学模型模块包括下列至少之一：叶片、塔架、轮毂、偏航减速器、偏航轴承、偏航系统刹车盘以及偏航制动器。
4.如权利要求1所述的风电机组偏航系统仿真方法，其中，液压系统模块包括液压系统的泵、阀体和管路。
5.如权利要求1所述的风电机组偏航系统仿真方法，其中，偏航电机模块包括偏航电机启动电路和偏航电机。
6.一种计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行如权利要求1至5中任意一项所述的风电机组偏航系统仿真方法的计算机程序。
7.一种计算装置，包括：
处理器；
存储器，用于存储当被处理器执行时使得处理器执行如权利要求1至5中任意一项所述的风电机组偏航系统仿真方法的计算机程序。
CN201711430249.6A 2017-12-26 2017-12-26 风电机组偏航系统仿真方法和计算装置 Active CN109960837B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711430249.6A CN109960837B (zh) 2017-12-26 2017-12-26 风电机组偏航系统仿真方法和计算装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711430249.6A CN109960837B (zh) 2017-12-26 2017-12-26 风电机组偏航系统仿真方法和计算装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109960837A CN109960837A (zh) 2019-07-02
CN109960837B true CN109960837B (zh) 2023-04-07

Family

ID=67021948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711430249.6A Active CN109960837B (zh) 2017-12-26 2017-12-26 风电机组偏航系统仿真方法和计算装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109960837B (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203397204U (zh) * 2013-06-21 2014-01-15 国家电网公司 一种风力发电机组仿真系统及使用该系统的测试装置
WO2014202079A1 (en) * 2013-06-21 2014-12-24 Kk Wind Solutions A/S A wind turbine control system
CN105549423B (zh) * 2016-01-06 2019-08-09 上海交通大学 风电机组偏航系统与变桨系统精细化实时仿真平台和方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109960837A (zh) 2019-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102385377B (zh) 一种用于风力发电机主控系统测试的硬件在环实验系统和方法
Barlas et al. Model predictive control for wind turbines with distributed active flaps: incorporating inflow signals and actuator constraints
CN107942720A (zh) 一种便携式地面在线飞行仿真系统
US20100049486A1 (en) Systems and Methods for Simulating Plant Operations
CN106383969B (zh) 一种运载火箭多体仿真数据交互方法
CN104375421A (zh) 一种基于控制系统开发平台的航空发动机部件建模方法
US8060350B2 (en) Method of performing computational aeroelastic analyses
CN202257263U (zh) 一种用于风力发电机主控系统测试的硬件在环实验系统
CN103713622A (zh) 一种风机主控系统的运行测试系统及方法
CN108256704A (zh) 风力发电机的子系统动态特征的仿真方法及仿真设备
CN205002963U (zh) 作动筒负载模拟装置及半物理仿真试验器
Moness et al. A real-time heterogeneous emulator of a high-fidelity utility-scale variable-speed variable-pitch wind turbine
CN109960837B (zh) 风电机组偏航系统仿真方法和计算装置
Jiang et al. Development of an engine-in-the-loop vehicle simulation system in engine dynamometer test cell
Bernhammer et al. How far is smart rotor research and what steps need to be taken to build a full-scale prototype?
Odeh et al. Development of a wind turbine model and simulation platform using an acausal approach: Multiphysics modeling, validation, and control
CN113833606B (zh) 阻尼控制方法、系统和可读存储介质
Jiang et al. Modeling and analysis of offshore floating wind turbines
Riziotis et al. Advanced aeroelastic modelling of complete wind turbine configurations in view of assessing stability characteristics
CN111639428B (zh) 带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法、设备及介质
KR101374252B1 (ko) 헬리콥터 시스템 개발용 비행 동역학 해석/시뮬레이션 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독가능한 기록 매체
US11280828B2 (en) Method for testing a system for a requirement
Ahmadi et al. Dynamic modeling and stability analysis of an experimental test bench for electric-ship propulsion
CN201607733U (zh) 基于xPC目标的水电机组实时仿真设备
Zierath et al. Comparison and field test validation of various multibody codes for wind turbine modelling

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant