一種風(fēng)機(jī)認(rèn)證測試系統(tǒng)分析平臺的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測試仿真數(shù)據(jù)分析的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種風(fēng)機(jī)認(rèn)證 測試系統(tǒng)分析平臺。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于風(fēng)電行業(yè)，仿真計算和測試是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計流程重要步驟。風(fēng)機(jī)前期設(shè) 計依據(jù)為仿真計算數(shù)據(jù)，測試數(shù)據(jù)是對仿真數(shù)據(jù)的驗證和分析，同時測試可W校核和完善 仿真模型，兩者互相迭代，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計可靠性?，F(xiàn)在國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)，測試一般 是由專業(yè)測試公司完成現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)的采集（如功率數(shù)據(jù)、葉根應(yīng)變測試、傳動鏈應(yīng)變測 試、塔架應(yīng)變測試等），進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；仿真由專業(yè)的仿真工程師完成；對風(fēng)機(jī)模型的校核 和完善也是通過零星的測試來進(jìn)行。因此，集成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測試數(shù)據(jù)處理分析、仿真數(shù)據(jù) 對比、系統(tǒng)識別等功能的數(shù)據(jù)處理平臺十分必要，可W綜合完成仿真測試數(shù)據(jù)處理，可W完 成風(fēng)力發(fā)電機(jī)組仿真一測試一校核模型后仿真過程，完成閉環(huán)設(shè)計驗證流程，提高風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組的設(shè)計可靠性。
[0003] 現(xiàn)在國內(nèi)風(fēng)機(jī)測試方面，現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)設(shè)備的采集數(shù)據(jù)包主要為dat數(shù)據(jù)格 式，dat數(shù)據(jù)格式只能為FAMOS軟件讀取。仿真方面，國內(nèi)主流軟件為風(fēng)力行業(yè)專業(yè)軟件 Bladed。Matl油擁有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能?；贔AMOS+Matl油+Bladed平臺開發(fā)環(huán)境，完 成一套從整機(jī)部件應(yīng)變原始測試數(shù)據(jù)一數(shù)據(jù)標(biāo)定批量處理一仿真設(shè)計同測試驗證對比一 修正仿真模型的數(shù)據(jù)處理平臺，既能針對樣機(jī)測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，自動完成測試報告及對 比內(nèi)容，又能夠用于同仿真設(shè)計數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析驗證，校核和完善仿真模型。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種按照風(fēng)機(jī)認(rèn)證要求集成風(fēng)力發(fā) 電機(jī)組測試數(shù)據(jù)處理分析、仿真數(shù)據(jù)對比、系統(tǒng)識別等功能的風(fēng)機(jī)認(rèn)證測試系統(tǒng)分析平臺， 可W提高數(shù)據(jù)處理的效率和準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計可靠性。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為；一種風(fēng)機(jī)認(rèn)證測試系統(tǒng)分析平臺， 所述平臺為基于FAM0S、BLADED、MTLAB開發(fā)的風(fēng)機(jī)認(rèn)證測試分析軟件，區(qū)分有五大模塊， 分別為數(shù)據(jù)分析模塊、功率測試模塊、性能測試模塊、載荷測試模塊、系統(tǒng)識別模塊；其中：
[0006] 所述數(shù)據(jù)分析模塊，通過輸入機(jī)組參數(shù)信息和基于化mas測試dat格式數(shù)據(jù)，經(jīng)過 標(biāo)定公式、變量合成公式W及變量對應(yīng)關(guān)系處理，標(biāo)定后dat和txt格式數(shù)據(jù)，通過篩選條 件得到符合要求數(shù)據(jù)點(diǎn)；
[0007] 所述功率測試模塊，用于對符合要求數(shù)據(jù)點(diǎn)機(jī)組氣象數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分 析，統(tǒng)計和圖像化氣象情況和機(jī)組運(yùn)行情況，輸出功率曲線Cp曲線、功率散點(diǎn)圖、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩 曲線、功率曲線對比、捕獲矩陣該些信息，并自動生成基于化-D格式的功率曲線報告；
[000引所述性能測試模塊，用于對機(jī)組性能測試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，統(tǒng)計和圖像化機(jī) 組重要運(yùn)行數(shù)據(jù)，對變量進(jìn)行頻譜分析，并自動生成基于化-D格式的性能測試報告；
[0009] 所述載荷測試模塊，用于對機(jī)組載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計處理，生成統(tǒng)計數(shù)據(jù)表格， 進(jìn)行雨流分析，得出等效疲勞載荷，并分類統(tǒng)計輸出表格，生成載荷譜及載荷對比，并自動 生成基于化-D格式的載荷測試報告；
[0010] 所述系統(tǒng)識別模塊，用于變獎系統(tǒng)響應(yīng)系統(tǒng)識別及變頻器響應(yīng)系統(tǒng)識別。
[0011] 所述數(shù)據(jù)分析模塊包括W下步驟：
[0012] 1)輸入機(jī)組參數(shù)信息；功率、塔架高度、葉輪半徑、傳動比；
[0013] 2)對于測試數(shù)據(jù)，通過信號標(biāo)定公式把電信號轉(zhuǎn)換為物理數(shù)據(jù)和載荷數(shù)據(jù)關(guān)系； 針對不同測試機(jī)構(gòu)采集、不同機(jī)組的不同命名格式的測試數(shù)據(jù)，變量對應(yīng)關(guān)系公式把所有 格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一命名格式數(shù)據(jù)，得到標(biāo)定后統(tǒng)一模式的dat和txt測試數(shù)據(jù)；通過變量 合成公式，把測試數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成Bladed載荷仿真中的變量，完成從原始數(shù)據(jù)到對應(yīng)仿真數(shù)據(jù) 的轉(zhuǎn)換；
[0014] 3)考慮風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)有效性判斷的篩選條件，通過過濾和舍去不符 合數(shù)據(jù)，得到符合要求數(shù)據(jù)的有效值，其中篩選條件包括測風(fēng)塔扇區(qū)、風(fēng)機(jī)故障標(biāo)示信號、 數(shù)據(jù)完整性、數(shù)據(jù)合理性判斷。
[0015] 所述功率測試模塊包括W下步驟：
[0016] 1)按照風(fēng)機(jī)功率測試標(biāo)準(zhǔn)，對風(fēng)機(jī)運(yùn)行時溫度、濕度、氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、端流、風(fēng)切 變、空氣密度該些氣象數(shù)據(jù)及機(jī)組運(yùn)行時功率、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、獎矩角、偏航誤差、葉尖速比進(jìn) 行統(tǒng)計分析，輸出重要參數(shù)與風(fēng)速風(fēng)向之間的函數(shù)關(guān)系，其中，端流值Ti、風(fēng)切變0、空氣 密度P由W下公式推導(dǎo)得出：
[0017]
[0018] 式中：0 1為風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)偏差，V為風(fēng)速平均值；Vhub為輪穀高度處風(fēng)速平均值，Vtip為 葉尖高度處風(fēng)速平均值，Zhub為輪穀高度，Ztip為葉尖高度；P為氣壓平均值，T絕對溫度平均 值，R。為干燥空氣的氣體常數(shù)；
[0019] 2)按照下列式子對風(fēng)速進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，將現(xiàn)場空氣密度下風(fēng)速轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)空氣密度 下風(fēng)速V。，對標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)用區(qū)間法進(jìn)行分組，計算每一風(fēng)速區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)化后風(fēng)速平均值 Vi、輸出功率平均值Pi、Cp平均值，然后圖像顯示功率曲線Cp曲線、功率散點(diǎn)圖、轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩曲 線，輸出滿足風(fēng)機(jī)功率測試標(biāo)準(zhǔn)的功率測試所需數(shù)據(jù)；
[0020]
[0021] 式中；V。為標(biāo)準(zhǔn)化后風(fēng)速，Vwmin為測量風(fēng)速平均值，PK?n空氣密度平均值，P。標(biāo) 準(zhǔn)空氣密度，Vi第i個區(qū)間標(biāo)準(zhǔn)化平均風(fēng)速，V&U第i個區(qū)間第j個標(biāo)準(zhǔn)化風(fēng)速，Pi第i個 區(qū)間平均輸出功率，第i個區(qū)間第j個平均輸出功率，Ni第i個區(qū)間數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)目，A為 風(fēng)力掃掠面積；
[0022] 3)讀取處理Bladed仿真數(shù)據(jù)，生成仿真功率曲線，與測試功率曲線進(jìn)行對比分 析；
[002引 4)通過程序自動生成基于化-D格式的功率曲線報告。
[0024] 所述性能測試模塊包括W下步驟：
[0025] 1)根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測試標(biāo)準(zhǔn)，對機(jī)組啟機(jī)、停機(jī)、超速、故障該些測試數(shù)據(jù)，進(jìn)行 處理和分析，統(tǒng)計和圖像化機(jī)組重要運(yùn)行數(shù)據(jù)；
[0026] 2)自動查找故障測試發(fā)生時刻，輸出故障發(fā)生時機(jī)組運(yùn)行功率、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、獎矩 角、偏航誤差、葉尖速比該些運(yùn)行參數(shù)，W及葉片擺振和揮舞方向彎矩，風(fēng)輪扭轉(zhuǎn)、偏航和傾 覆彎矩，塔底偏航和傾覆彎矩該些載荷時序；
[0027] 3)對特殊數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行頻譜分析，得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組葉片擺振和揮舞方向頻率、塔 架頻率、傳動鏈頻率；
[002引 4)通過程序自動生成基于化-D格式的性能測試報告。
[0029] 所述載荷測試模塊包括W下步驟：
[0030] 1)根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測試標(biāo)準(zhǔn)對機(jī)組載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計處理，生成捕獲矩 陣，統(tǒng)計得出各風(fēng)速區(qū)間載荷最大值、最小值、平均值；其中載荷包括：葉片擺振和揮舞方 向彎矩，風(fēng)輪扭轉(zhuǎn)、偏航和傾覆彎矩，塔底偏航和傾覆彎矩；
[0031] 2)對主要部件載荷進(jìn)行雨流分析，得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要部件載荷譜；其中雨 流分析算法采用四峰谷值比較法，采用判別式為：
[003引 X2,且X