波疊加法對相同位 置處的平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行疊加，得到各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程；
[0098] (5)風(fēng)速模擬顯示模塊5,包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放 大器的輸入端與所述微信處理器連接。
[0099]本實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電站智能安全，在風(fēng)力發(fā)電站本體上安裝了風(fēng)速時(shí)程快速模擬 裝置，便于風(fēng)力發(fā)電站風(fēng)速時(shí)程特征的及時(shí)獲取，維護(hù)人員可以更全面地了解風(fēng)力發(fā)電站 的風(fēng)振響應(yīng)特性，從而對風(fēng)力發(fā)電站進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木S護(hù)，增強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電站的安全性能;采用風(fēng) 速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行風(fēng)速時(shí)程模擬數(shù)據(jù)的監(jiān)測和采集，取代了傳統(tǒng)技術(shù) 人工激勵(lì)和昂貴的激振設(shè)備，降低了成本，實(shí)用便捷;所述模擬裝置基于諧波疊加法的基礎(chǔ) 上，對平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速的計(jì)算公式進(jìn)行優(yōu)化，減少了計(jì)算的工作量，提高了風(fēng)力發(fā)電站 的風(fēng)速時(shí)程模擬的效率;在計(jì)算平均風(fēng)速時(shí)引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q，計(jì)算脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程時(shí) 引入溫度修正系數(shù)K，使得風(fēng)力發(fā)電站的風(fēng)速時(shí)程模擬更加精確，其中本實(shí)施例設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫 度To為27 °C，設(shè)定截取頻率上限值為3hZ，最后得到的各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程的模擬精度提高 到95.7%。
[0100] 實(shí)施例五
[0101] 參見圖1，本實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電站包括風(fēng)力發(fā)電站本體和安裝在風(fēng)力發(fā)電站本體 的風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置裝置，所述快速模擬裝置包括：
[0102] (1)結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測模塊1，其包括風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，沿風(fēng)力發(fā)電 站本體高度方向?qū)⑵鋭澐侄鄠€(gè)間隔相同的測試層，在臨近風(fēng)力發(fā)電站本體的安全位置安裝 所述數(shù)據(jù)采集裝置，選擇測試層的正中位置作為一個(gè)風(fēng)速時(shí)程的模擬點(diǎn)，且對應(yīng)每個(gè)測試 層布設(shè)所述風(fēng)速儀和溫度傳感器；
[0103] (2)平均風(fēng)速計(jì)算模塊2,其利用風(fēng)速儀監(jiān)測出每測試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎 向風(fēng)速，取0.2s為采樣時(shí)間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計(jì)算時(shí)，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:
[0105]每測試層在一個(gè)采用時(shí)間的平均風(fēng)速的計(jì)算公式為：
[0107] 其中，A為風(fēng)速總量w在X方向的分量值的極大值和極小值之和，B為風(fēng)速總量w在y 方向分量值的極大值和極小值之和，尹為當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮?，f為當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，PwatS當(dāng)?shù)仄?均水汽壓，F(xiàn) b為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓系數(shù)；
[0108] (3)各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊3,包括生成所述各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程 的脈動(dòng)風(fēng)速功率譜，進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的模擬時(shí)，引入溫度修正系數(shù) 中To為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為由所述溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測得到的平均溫度值，則
[0109] T 2 To時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：
[0113] 其中，λ為根據(jù)風(fēng)力發(fā)電站結(jié)構(gòu)選擇的地面粗糙度系數(shù)，g為根據(jù)平均風(fēng)速W⑴選取 的頻率截取上限值；
[0114] (4)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊4,包括微處理器，所述微處理器利用諧波疊加法對相同位 置處的平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行疊加，得到各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程；
[0115] (5)風(fēng)速模擬顯示模塊5,包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放 大器的輸入端與所述微信處理器連接。
[0116]本實(shí)施例的風(fēng)力發(fā)電站智能安全，在風(fēng)力發(fā)電站本體上安裝了風(fēng)速時(shí)程快速模擬 裝置，便于風(fēng)力發(fā)電站風(fēng)速時(shí)程特征的及時(shí)獲取，維護(hù)人員可以更全面地了解風(fēng)力發(fā)電站 的風(fēng)振響應(yīng)特性，從而對風(fēng)力發(fā)電站進(jìn)行恰當(dāng)?shù)木S護(hù)，增強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電站的安全性能;采用風(fēng) 速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行風(fēng)速時(shí)程模擬數(shù)據(jù)的監(jiān)測和采集，取代了傳統(tǒng)技術(shù) 人工激勵(lì)和昂貴的激振設(shè)備，降低了成本，實(shí)用便捷;所述模擬裝置基于諧波疊加法的基礎(chǔ) 上，對平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速的計(jì)算公式進(jìn)行優(yōu)化，減少了計(jì)算的工作量，提高了風(fēng)力發(fā)電站 的風(fēng)速時(shí)程模擬的效率;在計(jì)算平均風(fēng)速時(shí)引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q，計(jì)算脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程時(shí) 引入溫度修正系數(shù)K，使得風(fēng)力發(fā)電站的風(fēng)速時(shí)程模擬更加精確，其中本實(shí)施例設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)溫 度To為27 °C，設(shè)定截取頻率上限值為5hZ，最后得到的各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程的模擬精度提高 至 IJ96.5%。
[0117]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí) 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種智能安全的風(fēng)力發(fā)電站，包括風(fēng)力發(fā)電站本體和安裝在風(fēng)力發(fā)電站本體的風(fēng)速 時(shí)程快速模擬裝置裝置，其特征是，所述快速模擬裝置包括： (1) 結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測模塊，其包括風(fēng)速儀、溫度傳感器和數(shù)據(jù)采集裝置，沿風(fēng)力發(fā)電站本 體高度方向?qū)⑵鋭澐侄鄠€(gè)間隔相同的測試層，在臨近風(fēng)力發(fā)電站本體的安全位置安裝所述 數(shù)據(jù)采集裝置，選擇測試層的正中位置作為一個(gè)風(fēng)速時(shí)程的模擬點(diǎn)，且對應(yīng)每個(gè)測試層布 設(shè)所述風(fēng)速儀和溫度傳感器； (2) 平均風(fēng)速計(jì)算模塊，其利用風(fēng)速儀監(jiān)測出每測試層的風(fēng)速總量，橫向角和豎向風(fēng) 速，取0.2s為采樣時(shí)間間隔，進(jìn)行平均風(fēng)速的計(jì)算時(shí)，引入平均風(fēng)速校正系數(shù)Q:每測試層在一個(gè)采用時(shí)間的平均風(fēng)速的計(jì)算公式為：其中，A為風(fēng)速總量w在X方向的分量值的極大值和極小值之和，B為風(fēng)速總量w在y方向 分量值的極大值和極小值之和，P為當(dāng)?shù)仄骄鶜鈮海琭為當(dāng)?shù)仄骄鶞囟?，Pwat為當(dāng)?shù)仄骄?汽壓，F(xiàn) b為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的風(fēng)壓系數(shù)； (3) 各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊，包括生成所述各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程的脈 動(dòng)風(fēng)速功率譜； (4) 風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊，包括微處理器，所述微處理器利用諧波疊加法對相同位置處的 平均風(fēng)速和脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程進(jìn)行疊加，得到各模擬點(diǎn)的風(fēng)速時(shí)程； (5) 風(fēng)速模擬顯示模塊，包括依次連接的隔離放大器和數(shù)字顯示屏，所述隔離放大器的 輸入端與所述微處理器連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能安全的風(fēng)力發(fā)電站，其特征是，進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)速功率譜 的模擬時(shí)，引入溫度修正系I，其中To為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度，T為由所述溫度傳 感器實(shí)時(shí)監(jiān)測得到的平均溫度值，則 T 2 To時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：T〈T〇時(shí)，所述脈動(dòng)風(fēng)速功率譜的優(yōu)化公式為：其中，λ為根據(jù)風(fēng)力發(fā)電站結(jié)構(gòu)選擇的地面粗糙度系數(shù)，g為根據(jù)平均風(fēng)速W⑴選取的頻 率截取上限值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種智能安全的風(fēng)力發(fā)電站，其特征是，所述頻率截取上限值 的范圍為3hZ~5hZ。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種智能安全的風(fēng)力發(fā)電站，其特征是，所述標(biāo)準(zhǔn)溫度值的設(shè) 定范圍為23°C~27°C。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種智能安全的風(fēng)力發(fā)電站，其包括風(fēng)力發(fā)電站本體和安裝在風(fēng)力發(fā)電站本體的風(fēng)速時(shí)程快速模擬裝置裝置，所述快速模擬裝置包括結(jié)構(gòu)參數(shù)監(jiān)測模塊、平均風(fēng)速計(jì)算模塊、各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊、風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊和風(fēng)速模擬顯示模塊。所述平均風(fēng)速計(jì)算模塊、各模擬點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊、風(fēng)速時(shí)程計(jì)算模塊依靠所述監(jiān)測模塊監(jiān)測數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，得到的風(fēng)速時(shí)程由風(fēng)速模擬顯示模塊顯示。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電站，其風(fēng)速時(shí)程可以快速模擬，且模擬計(jì)算工作量小、效率高、精確度高，智能安全。
【IPC分類】F03D17/00, G01P5/00
【公開號】CN105626390
【申請?zhí)枴緾N201610039909
【發(fā)明人】張志華
【申請人】張志華
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2016年1月20日