[发明专利]带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法、设备及介质

权利要求书

1.一种带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、对所述风力发电机进行动力学模型的建模；其中，所述动力学模型包括结构模型，所述结构模型包括襟翼系统，所述襟翼系统为所述襟翼对应的动力学模型；其中，至少基于所述襟翼的结构、所述襟翼与所在叶片本体之间绕转轴的转动自由度进行所述襟翼系统的建模；

S2、使用所述动力学模型对所述风力发电机进行动力学仿真。

2.如权利要求1所述的带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，所述动力学模型还包括气动模块、风机控制器和襟翼控制器；

步骤S2包括以下步骤：

所述襟翼控制器基于叶片响应计算得到襟翼位置；

所述气动模块基于风速、叶片转速、所述襟翼位置以及叶片变形速度计算得到所述襟翼位置对应的气动载荷和襟翼角；

所述襟翼系统基于所述襟翼角生成所述襟翼对应的动力学响应；

所述结构模型基于所述气动载荷、所述襟翼对应的动力学响应以及所述风机控制器输出的发电机转矩和变桨角度生成所述叶片响应和发电机转速；

所述风机控制器基于所述发电机转速计算得到所述发电机转矩和所述变桨角度。

3.如权利要求2所述的带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，步骤S1中，基于所述襟翼的结构、所述襟翼与所在叶片本体之间绕转轴的转动自由度、施加在所述转动自由度上的扭簧进行所述襟翼系统的建模；

所述扭簧对应所述襟翼的驱动器的刚度和阻尼特性。

4.如权利要求3所述的带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，步骤S1中，还基于施加在所述转动自由度上的所述驱动器输出的速度和加速度进行所述襟翼系统的建模。

5.如权利要求2至4任一项所述的带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，所述叶片响应包括叶根弯矩和/或叶尖加速度。

6.如权利要求5所述的带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，步骤S2中，所述气动模块在计算所述气动载荷的过程中，按照所述襟翼位置对应的攻角和所述襟翼角对翼型数据进行二维插值以得到对应的升力系数、阻力系数和力矩系数，并使用所述升力系数、所述阻力系数和所述力矩系数生成所述气动载荷，所述气动载荷包括升力、阻力和力矩。

7.如权利要求6所述的带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，所述气动模块为AeroDyn模块，步骤S2中，所述AeroDyn模块在Multi-table模式下选择User选项，并将所述襟翼角作为控制参数，以实现按照所述襟翼位置对应的攻角和所述襟翼角对翼型数据进行二维插值以得到对应的升力系数、阻力系数和力矩系数。

8.如权利要求7所述的带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，所述风力发电机包括三个所述叶片，每个所述叶片使用所述叶片对应的所述襟翼角作为所述叶片对应的所述控制参数。

9.如权利要求7所述的带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，

步骤S2中，使用所述动力学模型在Simpack中对所述风力发电机进行动力学仿真；

步骤S2中，通过所述AeroDyn模块修改对应的气动力元实现将所述襟翼位置对应的所述襟翼角作为所述控制参数输入至修改后的所述气动力元中；

步骤S2中，所述Simpack使用所述修改后的所述气动力元对翼型数据进行二维插值以得到对应的升力系数、阻力系数和力矩系数，并计算得到所述气动载荷。

10.如权利要求6所述的带襟翼的风力发电机的动力学仿真方法，其特征在于，所述风力发电机动力学仿真方法还包括使用CFD和/或风洞试验得到所述翼型数据。