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一种低风速风电机组传动链多目标寻优稳健协同设计方法


技术摘要:
本发明公开了一种低风速风电机组传动链多目标寻优稳健协同设计方法,属于风力发电领域;其技术方案要点是包括步骤:①.低风速风电机组传动链系统评价标准制定;②.传动链及部件涉及的选取指标以及评价要素的制定;③.各设计评价要素权重设定;④.聘请专家并设置影响权  全部
背景技术:
随着最近十几年风电跨越式快速发展,风能资源丰富区、较丰富区的风电开发已 趋饱和,而且因为配套电网建设跟不上,有些风能资源丰富区暂不能建设;那么,约占全国 风能资源区面积68%的低风速资源开发成为我国风电开发的主要方向;而我国低风速资源 主要分布在中东部和南地区,不仅具有高腐蚀、高温腐蚀、高温腐蚀、高温湿、寒冷和高海拔 的气候特点,而且风速低、湍流大瞬时变化明显,还位于地形复杂的山和丘陵带。 低风速风电机组与其它风电机组相比,机组额定功率大、风轮直径大、塔筒高度 高,要求风电机组具备高可靠性、高效率、高扭矩密度、低度电成本、易维护性强的特点;风 电机组传动链作为风电机组的最主要核心系统,最能体系风电机组的总体技术特点;为了 更好的匹配并满足低风速风电机组多目标综合最优要求,需发明一种低风速风电机组传动 链多目标寻优稳健协同设计方法。 传统设计在方案设计时期通常只是寻求单个目标优化,而无法保证多目标总体效 果最优设计;依据设计方案制造出样机,然后通过台架试验后反馈设计进行修正,耗时耗材 耗力导致周期长,并且试验难免具有个例的偶然性。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种低风速风电机组传动链多目标寻优稳健协同设计方 法,它具有可以更好的匹配并满足低风速风电机组多目标综合最优的设计要求,使低风速 风电机组具备高可靠性、效率扭矩密度低度电成本、易维成本、易维护性强的特点。 本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的:一种低风速风电机组传动链 多目标寻优稳健协同设计方法,包括以下步骤: ①.低风速风电机组传动链系统评价标准制定; ②.传动链及部件涉及的选取指标以及评价要素的制定; ③.各设计评价要素权重设定; ④.聘请专家并设置影响权重; ⑤.每个专家对每个方案进行打分; ⑥.计算每个方案的加权平均值; ⑦.对比得出得分最高的传动链设计方案; ⑧.获得最优的低风速风电机组传动链设计方案。 通过采用上述技术方案,通过以上步骤,能够对低风速风电机组传动链内的各个 部分进行组合形成多种设计方案,然后对各个方案进行评分,最后对各个方案的最终评分 进行对比挑选,最后挑选出评分最高的方案,使最终得到的方案,不仅可以更好的匹配并满 4 CN 111597689 A 说 明 书 2/5 页 足低风速风电机组多目标综合最优的设计要求,可以在设计阶段较大的缩短迭代周期,而 且考虑了低风速风机传动链总体和部件,以及部件之间的相互协同,使低风速风电机组传 动链的运行更加稳定,使低风速风电机组传动链具备高可靠性、效率扭矩密度低度电成本、 易维成本、易维护性强的特点。 本发明进一步设置为:所述步骤②中,选取指标、各个指标对应的评价要素以及各 个要素对应的权重如下: 系统设计:设计能力d:u1、可靠性r:u2、外部载荷el:u3、振动噪音vn:u4、绝缘ig:u5、传 动效率te:u6、互相性ic:u7以及国产化替代lr:u8; 尺寸重量:外形尺寸s:u9以及质量m:u10; 装配安装:车间装配fs:u11或风场安装wd:u12; 运维服务:密封性ls:u13、润滑状态lc:u14、维护周期mp:u15以及维修更换  rr:u16; 周期成本:采购成本pc:u17、组装成本ac:u18、运输成本tc:u19、吊装成本hc:  u20、运维 成本oc:u21以及维修更换成本rc:u22。 通过采用上述技术方案,不同的指标对应不同的要素,从而能够使不同指标的评 分更加准确,进而各个方案的评分更加符合实际要求;不同的要素对指标的影响也不同,故 每个要素都有不同的权重,故对不同的要素确定不同的权重,且各个要素用不同的字母符 号代表,方便后续运算的使用,提高运算时的效率。 本发明进一步设置为:所述传动链及部件设计评价要素: x=[d,r,el,vn,ig,te,ic,lr,s,m,fs,wd,ls,lc,mp,rr,pc,ac,tc,hc,oc,rc]。 本发明进一步设置为:所述各个要素的评分结果为: xg=[grade1,grade2,grade3,grade4,grade5,grade6,grade7,grade8,  grade9,grade10, grade11,grade12,grade13,grade14,grade15,grade16,  grade17,grade18,grade19,grade20, grade21,grade22]。 本发明进一步设置为:所述各项设计评价要素的权重: u=[u1,u2,…,u T22] , 通过采用上述技术方案,通过以上公式对各个要素的权重进行确定,方便对权重 进行计算。 本发明进一步设置为:所述传动链设计共有m个方案,每个方案均有n  个专家进行 评分,故共计有(m×n)个评分结果; 设某个专家评分的影响权重记为yj;则某个方案的某位专家评分结果为: Cij=yjxgiju 其中, 某个方案的最终评分Ci,对某个专家的评分采用加权平均法求得,公式如下: 通过采用上述技术方案,方便对各个方案的评分进行计算,专家评分和专家评分 5 CN 111597689 A 说 明 书 3/5 页 的权重结合进行计算,能够使得到方案的评分更加客观,减少主观的影响,进而得到的方案 更加准确。 本发明进一步设置为:所述专家评分的影响权重根据专家的证书等级制定。 通过采用上述技术方案,专家评分影响的权重根据专家的证书等级制定,进而使 专家的评分更加客观,减少主观对评分造成的影响。 本发明进一步设置为:所述m个方案的方案T为评分结果最大值的方案:  T=max (C1,C2,…,Ci-1,Ci)。 通过采用上述技术方案,通过以上公式,能够得出很多个方案中评分最大值的方 案,进而方便根据实际情况,选择最优的设计方案。 综上所述,本发明具有以下有益效果: 1.根据设计方法的各个步骤,能够对传动链中各个部分组成的不同方案进行评分,然 后根据不同的数学公式模型,对各个方案的评分进行加权计算,得出客观的、准确的方案评 分,进而根据评分的最大值选择出最有方案,使低风速风电机组具备高可靠性、效率扭矩密 度低度电成本、易维成本、易维护性强的特点; 2.本申请的设计方法,不仅可以更好的匹配并满足低风速电机组多目标综合最优设计 要求,在设计阶段较大的缩短迭代周期,而且考虑了低风速机传动链总体和部件以及部件 之间的相互协同; 3.本申请的设计方法能够减少实验过程中的耗时耗材导致周期长的问题,避免能够避 免实验存在的个例偶然性,能够对打程度上避免实验过程中产生的偶然事件,进而使设计 出来的风电机组传动链系统更加符合实际的环境。 附图说明 图1是实施例的流程框图。
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