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CN116123044B - 一种叶轮机械转矩修正方法及系统 - Google Patents

一种叶轮机械转矩修正方法及系统 Download PDF

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CN116123044B CN202310297180.3A CN202310297180A CN116123044B CN 116123044 B CN116123044 B CN 116123044B CN 202310297180 A CN202310297180 A CN 202310297180A CN 116123044 B CN116123044 B CN 116123044B
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卢文龙
胡皓
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Huaneng Power International Jiangsu Energy Development Co Ltd
Huaneng Clean Energy Research Institute
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Shengdong Rudong Offshore Wind Power Co Ltd
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Huaneng Power International Jiangsu Energy Development Co Ltd
Huaneng Clean Energy Research Institute
Clean Energy Branch of Huaneng International Power Jiangsu Energy Development Co Ltd Clean Energy Branch
Shengdong Rudong Offshore Wind Power Co Ltd
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Abstract

本申请提出一种叶轮机械转矩修正方法及系统，所述方法包括：获取风电机组的叶轮机械转矩初始曲线、叶轮转速曲线、当前时刻的初始叶轮机械转矩及当前时刻的叶轮转速；对所述叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，得到从大到小排列的N个频率对应的幅值；根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩。本申请提出的技术方案，通过再叶轮机械转矩模拟的过程中，对所述叶轮机械转矩进行修正，从而实现更精确的对于机械转矩的模拟。

Description

一种叶轮机械转矩修正方法及系统
技术领域
本申请涉及叶轮转矩修正领域，尤其涉及一种叶轮机械转矩修正方法及系统。
背景技术
风电机组模拟系统可以通过模拟叶轮-机械系统-发电机的主轴部分的动力学特性，进行风电机组实际运行的模拟。但是多数的模拟系统中，对于风机叶轮的模拟，都是假设风轮是一个对称圆盘，并未考虑其分散的三支叶片。
目前将风轮假设为均匀圆盘，可以方便的计算出风轮带动机械系统的机械转矩值，由于没有考虑单独的三支叶片造成的影响，使得计算出的机械转矩与实际值相差较大。
发明内容
本申请提供一种叶轮机械转矩修正方法及系统，以至少解决由于没有考虑单独的三支叶片造成的影响，使得计算出的机械转矩与实际值相差较大的技术问题。
本申请第一方面实施例提出一种叶轮机械转矩修正方法，所述方法包括：
获取风电机组的叶轮机械转矩初始曲线、叶轮转速曲线、当前时刻的初始叶轮机械转矩及当前时刻的叶轮转速；
对所述叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，得到从大到小排列的N个频率对应的幅值；
根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩。
优选的，所述N为大于等于3且小于等于10的整数值。
优选的，所述根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩，包括：
步骤F1:利用第1个频率对应的幅值对当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到第一次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤F2:利用第i个频率对应的幅值对第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩进行修正，得到第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤F3：判断i是否大于N，若是，进入步骤F4,否则，令i＝i+1，返回步骤F2；
步骤F4:将第N次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩作为当前时刻修正后的叶轮机械转矩。
进一步的，所述第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩的计算式如下：
式中，Tm,t,i为第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，Tm,t,i-1为第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，magi为第i个频率对应的幅值，wm,t为t时刻的叶轮转速。
本申请第二方面实施例提出一种叶轮机械转矩修正系统，所述系统包括：
获取模块，用于获取风电机组的叶轮机械转矩初始曲线、叶轮转速曲线、当前时刻的初始叶轮机械转矩及当前时刻的叶轮转速；
分析模块，用于对所述叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，得到从大到小排列的N个频率对应的幅值；
修正模块，用于根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩。
优选的，所述N为大于等于3且小于等于10的整数值。
优选的，所述修正模块用于：
步骤E1:利用第1个频率对应的幅值对当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到第一次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤E2:利用第i个频率对应的幅值对第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩进行修正，得到第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤E3：判断i是否大于N，若是，进入步骤E4,否则，令i＝i+1，返回步骤E2；
步骤E4:将第N次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩作为当前时刻修正后的叶轮机械转矩。
进一步的，所述第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩的计算式如下：
式中，Tm,t,i为第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，Tm,t,i-1为第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，magi为第i个频率对应的幅值，wm,t为t时刻的叶轮转速。
本申请第三方面实施例提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如第一方面实施例所述的方法。
本申请第四方面实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面实施例所述的方法。
本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：
本申请提出了一种叶轮机械转矩修正方法及系统，所述方法包括：获取风电机组的叶轮机械转矩初始曲线、叶轮转速曲线、当前时刻的初始叶轮机械转矩及当前时刻的叶轮转速；对所述叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，得到从大到小排列的N个频率对应的幅值；根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩。本申请提出的技术方案，通过再叶轮机械转矩模拟的过程中，对所述叶轮机械转矩进行修正，从而实现更精确的对于机械转矩的模拟。
本申请附加的方面以及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请上述的和/或附加的方面以及优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本申请一个实施例提供的一种叶轮机械转矩修正方法的流程图；
图2为根据本申请一个实施例提供的一种叶轮机械转矩修正系统的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
本申请提出的一种叶轮机械转矩修正方法及系统，所述方法包括：获取风电机组的叶轮机械转矩初始曲线、叶轮转速曲线、当前时刻的初始叶轮机械转矩及当前时刻的叶轮转速；对所述叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，得到从大到小排列的N个频率对应的幅值；根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩。本申请提出的技术方案，通过再叶轮机械转矩模拟的过程中，对所述叶轮机械转矩进行修正，从而实现更精确的对于机械转矩的模拟。
下面参考附图描述本申请实施例的一种叶轮机械转矩修正方法及系统。
实施例一
图1为根据本申请一个实施例提供的一种叶轮机械转矩修正方法的流程图，如图1所示，所述方法包括：
步骤1：获取风电机组的叶轮机械转矩初始曲线、叶轮转速曲线、当前时刻的初始叶轮机械转矩及当前时刻的叶轮转速；
步骤2：对所述叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，得到从大到小排列的N个频率对应的幅值；
需要说明的是，所述N为大于等于3且小于等于10的整数值。
步骤3：根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩。
在本公开实施例中，所述步骤3具体包括：
步骤F1:利用第1个频率对应的幅值对当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到第一次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤F2:利用第i个频率对应的幅值对第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩进行修正，得到第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤F3：判断i是否大于N，若是，进入步骤F4,否则，令i＝i+1，返回步骤F2；
步骤F4:将第N次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩作为当前时刻修正后的叶轮机械转矩。
其中，所述第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩的计算式如下：
式中，Tm,t,i为第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，Tm,t,i-1为第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，magi为第i个频率对应的幅值，wm,t为t时刻的叶轮转速。
需要说明的是，所述与Tm,t,i-1可以称为附加转矩值，我们在计算时添加附加转矩值对叶轮机械转矩进行修正，从而实现更精确的对于机械转矩的模拟。
为了更加清楚地说明本申请实施例的一种叶轮机械转矩修正方法的实现流程，下面以一个具体的方法实施例进行详细说明：
1)假设当前的模拟时刻为t时刻，单位为秒,获取此前计算得到的叶轮机械转矩初始曲线，转矩单位为Nm；
2)获取此前模拟系统计算得到的叶轮转速曲线，转速单位为rad/s；
3)对叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，获得幅值最大的N个频率f1-fN，以及其幅值mag1-magN，其中，N一般取3-10之间的整数值；
4)令i＝1；
5)对t时刻的叶轮机械转矩进行修正如下：
6)判断i是否小于N，如果是，则令i＝i+1，返回5)；如果否，则进行7)
7)将Tm,t,i作为计算结果，为t时刻，叶轮机械转矩的修正值。
综上所述，本实施例提出的一种叶轮机械转矩修正方法，通过再叶轮机械转矩模拟的过程中添加附加转矩值，对所述叶轮机械转矩进行修正，从而实现更精确的对于机械转矩的模拟。
实施例二
图2为根据本申请一个实施例提供的一种叶轮机械转矩修正系统的结构图，如图2所示，所述系统包括：
获取模块100，用于获取风电机组的叶轮机械转矩初始曲线、叶轮转速曲线、叶片长度、当前时刻的初始叶轮机械转矩及当前时刻的叶轮转速；
分析模块200，用于对所述叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，得到从大到小排列的N个频率对应的幅值；
修正模块300，用于根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩。
在本公开实施例中，所述N为大于等于3且小于等于10的整数值。
在本公开实施例中，所述修正模块300用于：
步骤E1:利用第1个频率对应的幅值对当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到第一次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤E2:利用第i个频率对应的幅值对第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩进行修正，得到第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤E3：判断i是否大于N，若是，进入步骤E4,否则，令i＝i+1，返回步骤E2；
步骤E4:将第N次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩作为当前时刻修正后的叶轮机械转矩。
其中，所述第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩的计算式如下：
式中，Tm,t,i为第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，Tm,t,i-1为第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，magi为第i个频率对应的幅值，wm,t为t时刻的叶轮转速。
综上所述，本实施例提出的一种叶轮机械转矩修正系统，通过再叶轮机械转矩模拟的过程中，对所述叶轮机械转矩进行修正，从而实现更精确的对于机械转矩的模拟。
实施例三
为了实现上述实施例，本公开还提出一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如实施例一所述的方法。
实施例四
为了实现上述实施例，本公开还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如实施例一所述的方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种叶轮机械转矩修正方法，其特征在于，所述方法包括：
获取风电机组的叶轮机械转矩初始曲线、叶轮转速曲线、当前时刻的初始叶轮机械转矩及当前时刻的叶轮转速；
对所述叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，得到从大到小排列的N个频率对应的幅值；
根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩；
所述根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩，包括：
步骤F1:利用第1个频率对应的幅值对当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到第一次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤F2:利用第i个频率对应的幅值对第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩进行修正，得到第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤F3：判断i是否大于N，若是，进入步骤F4,否则，令i＝i+1，返回步骤F2；
步骤F4:将第N次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩作为当前时刻修正后的叶轮机械转矩；
所述第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩的计算式如下：
式中，Tm,t,i为第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，Tm,t,i-1为第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，magi为第i个频率对应的幅值，wm,t为t时刻的叶轮转速。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N为大于等于3且小于等于10的整数值。
3.一种叶轮机械转矩修正系统，其特征在于，所述系统包括：
获取模块，用于获取风电机组的叶轮机械转矩初始曲线、叶轮转速曲线、当前时刻的初始叶轮机械转矩及当前时刻的叶轮转速；
分析模块，用于对所述叶轮机械转矩初始曲线进行傅里叶分析，得到从大到小排列的N个频率对应的幅值；
修正模块，用于根据所述N个频率对应的幅值、所述叶轮转速曲线和当前时刻的叶轮转速对所述当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到当前时刻修正后的叶轮机械转矩；
所述修正模块用于：
步骤E1:利用第1个频率对应的幅值对当前时刻的初始叶轮机械转矩进行修正，得到第一次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤E2:利用第i个频率对应的幅值对第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩进行修正，得到第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩；
步骤E3：判断i是否大于N，若是，进入步骤E4,否则，令i＝i+1，返回步骤E2；
步骤E4:将第N次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩作为当前时刻修正后的叶轮机械转矩；
所述第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩的计算式如下：
式中，Tm,t,i为第i次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，Tm,t,i-1为第i-1次修正后的当前时刻的叶轮机械转矩，magi为第i个频率对应的幅值，wm,t为t时刻的叶轮转速。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述N为大于等于3且小于等于10的整数值。
5.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-2任一所述的方法。
6.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-2任一所述的方法。
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