一种基于SCADA数据的风力发电机齿轮箱疲劳寿命估计方法

摘要

本发明提出一种基于SCADA数据的风力发电机齿轮箱疲劳寿命估计方法，对SCADA数据进行处理获得平均风速和湍流度；根据轮毂高度、平均风速、湍流度，使用Von Karman风速模型，还原出短时间间隔的风速时间序列；将风速时间序列转换成叶轮转矩时间序列，根据叶轮转矩时间序列使用风力发电机齿轮箱动力学模型，计算获得齿轮箱内部传动部件的应力时间序列；采用雨流计数法对应力时间序列进行处理，获应力谱；使用Goodman直线方程对应力谱里面的应力大小及对应的循环次数进行修正；根据修正后的应力谱以及电机齿轮箱齿轮的S‑N曲线，使用疲劳累积损伤计算方法，计算齿轮箱的累计疲劳损伤。本发明方法具有高灵敏度、高可信度以及低成本的特点。

主权项

一种基于SCADA数据的风力发电机齿轮箱疲劳寿命估计方法，其特征在于，步骤如下：步骤一，对SCADA数据进行处理获得平均风速和湍流度；根据轮毂高度、平均风速、湍流度，使用Von Karman风速模型，还原出短时间间隔的风速时间序列；步骤二，将风速时间序列转换成叶轮转矩时间序列，根据叶轮转矩时间序列使用风力发电机齿轮箱动力学模型，计算获得齿轮箱内部传动部件的应力时间序列；采用雨流计数法对应力时间序列进行处理，获得应力谱；使用Goodman直线方程对应力谱中的应力大小及对应的循环次数进行修正；步骤三，根据修正后的应力谱以及电机齿轮箱齿轮的S‑N曲线，使用疲劳累积损伤计算方法，计算齿轮箱的累计疲劳损伤。