用于确定风机叶片的数字模型的方法、装置及存储介质与流程

本申请涉及风力发电，具体地涉及一种用于确定风机叶片的数字模型的方法、装置及存储介质。

背景技术：

1、风力发电机组是一种利用风能进行发电的设备，叶片是其核心部件之一，叶片的性能直接关系到机组的发电性能。热风抗冰技术是指在叶片内腔布置一套鼓风机与加热器，通过鼓风机将热空气送入前缘叶尖，进行叶片内空气强制对流使叶片内腔温度上升。最终通过叶片壁传导到叶片外部，使叶片外表温度升高，以此达到防除冰目的。而在热风除冰设备安装前，为了保证热风除冰的效果，需要使用三维cfd软件对叶片内腔的对流换热效果，进行仿真计算，以此优化鼓风机、加热器的参数以及程序控制逻辑。但在实际勘测过程中难以获得叶尖回风通道的具体形状，以及叶片壁不同区域的实际导热率等信息。导致在仿真计算的简化建模过程中的等效性不高，对实际除冰装置的参数选择的指导性较弱。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的是提供一种用于确定风机叶片的数字模型的方法、装置及存储介质，用以解决现有技术中难以获得叶尖相关数据，导致叶片简化建模等效性不高的技术问题。

2、为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种用于确定风机叶片的数字模型的方法，风机叶片包括前缘腹板、后缘腹板、叶片后缘、叶片后缘的第一回风通道以及前缘腹板与后缘腹板之间的第二回风通道，方法包括：

3、获取风机叶片的风参量信息和尺寸信息；

4、根据风参量信息确定第一回风通道与第二回风通道之间的风量比例；

5、根据尺寸信息确定第一回风通道与第二回风通道之间的孔径比例；

6、根据孔径比例建立风机叶片的叶片数字模型；

7、在对叶片数字模型进行模拟测试时，叶片数字模型包括的第一模拟回风通道和第二模拟回风通道的风量均达到稳态的情况下，确定第一模拟回风通道与第二模拟回风通道之间的模拟风量比例；

8、在模拟风量比例与风量比例之间的差值大于预设阈值的情况下，根据模拟风量比例、风量比例以及孔径比例分别调节第一模拟回风通道和第二模拟回风通道的孔径尺寸，以使模拟风量比例与风量比例之间的差值小于或等于预设阈值。

9、在本申请的实施例中，风机叶片对应有多个风速测点，风参量信息包括每个风速测点的风速和全部风速测点包围的截面面积，根据风参量信息确定第一回风通道与第二回风通道之间的风量比例包括：根据全部风速测点的风速和截面面积确定风量比例。

10、在本申请的实施例中，根据全部风速测点的风速和截面面积确定风量比例包括，根据以下公式(1)计算风量比例：

11、

12、其中，a1是指第一回风通道的风量，a2是指第二回风通道的风量，v0为与风机叶片连接的引风管的中心处的风速，v1、v2、v3、v4分别是指每个风速测点的风速，s0是指全部风速测点包围的截面面积。

13、在本申请的实施例中，尺寸信息包括第一回风通道的第一容积和第二回风通道的第二容积，根据尺寸信息确定第一回风通道与第二回风通道之间的孔径比例包括：根据第一容积与第二容积之间的比例确定孔径比例。

14、在本申请的实施例中，根据第一容积与第二容积之间的比例确定孔径比例包括，根据以下公式(2)计算孔径比例：

15、

16、其中，h1是指第一回风通道的孔径尺寸，h2是指第二回风通道的孔径尺寸，v1是指第一回风通道的容积，v2是指第二回风通道的容积，a是指与风机叶片回风通道的形状对应的系数。

17、在本申请的实施例中，在模拟风量比例与风量比例之间的差值大于预设阈值的情况下，根据模拟风量比例、风量比例以及孔径比例分别调节第一模拟回风通道和第二模拟回风通道的孔径尺寸，以使模拟风量比例与风量比例之间的差值小于或等于预设阈值包括：分别根据以下公式(3)(4)计算第一模拟回风通道调整后的孔径尺寸和第二模拟回风通道调整后的孔径尺寸：

18、

19、h2r＝l-h1r        (4)

20、其中，h1r是指第一模拟回风通道调整后的孔径尺寸，h2r是指第二模拟回风通道调整后的孔径尺寸，a1是指第一回风通道的风量，a2是指第二回风通道的风量，是指第一模拟回风通道的风量，是指第二模拟回风通道的风量，l是指第一回风通道和第二回风通道的孔径尺寸之和。

21、在本申请的实施例中，叶片数字模型包括模拟前缘腹板和模拟后缘腹板，模拟前缘腹板与模拟后缘腹板平行，模拟前缘腹板靠近叶尖的一端和模拟后缘腹板靠近叶尖的一端之间的连线与腹板垂直。

22、在本申请的实施例中，风机叶片包括热风除冰装置，热风除冰装置用于为第一回风通道和第二回风通道送风加热，将叶片数字模型的叶片根部前缘的预设区域确定为模拟热风除冰装置的区域。

23、本申请第二方面提供一种用于确定风机叶片的数字模型的装置，包括：

24、存储器，被配置成存储指令；以及

25、处理器，被配置成从所述存储器调用所述指令以及在执行所述指令时能够实现上述的用于确定风机叶片的数字模型的方法。

26、本申请第三方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于确定风机叶片的数字模型的方法。

27、通过上述技术方案，对实际的风机叶片进行风道测试，得到相关的尺寸信息和风参量信息，以基于孔径比例构建风机叶片的叶片数字模型。再对叶片数字模型进行模拟测试，根据叶片数字模型模拟得到的模拟风量比例，与实际叶片的风量比例进行比较，调节回风通道的孔径比例，从而优化叶片数字模型。通过上述方案，不仅减少了建模难度，还能够使得简化模型与实际叶片的通透性等效，得到准确的简化模型。如此，便于技术人员对风机叶片的性能进行深入而准确地研究，能够有效提升机组发电性能、延长机组寿命、保障电网的稳定性。

28、本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种用于确定风机叶片的数字模型的方法，其特征在于，所述风机叶片包括前缘腹板、后缘腹板、叶片后缘、所述叶片后缘的第一回风通道以及所述前缘腹板与所述后缘腹板之间的第二回风通道，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的用于确定风机叶片的数字模型的方法，其特征在于，所述风机叶片对应有多个风速测点，所述风参量信息包括每个风速测点的风速和全部风速测点包围的截面面积，所述根据所述风参量信息确定所述第一回风通道与所述第二回风通道之间的风量比例包括：

3.根据权利要求2所述的用于确定风机叶片的数字模型的方法，其特征在于，所述根据全部风速测点的风速和所述截面面积确定所述风量比例包括，根据以下公式(1)计算所述风量比例：

4.根据权利要求1所述的用于确定风机叶片的数字模型的方法，其特征在于，所述尺寸信息包括所述第一回风通道的第一容积和所述第二回风通道的第二容积，所述根据所述尺寸信息确定所述第一回风通道与所述第二回风通道之间的孔径比例包括：

5.根据权利要求4所述的用于确定风机叶片的数字模型的方法，其特征在于，所述根据所述第一容积与所述第二容积之间的比例确定所述孔径比例包括，根据以下公式(2)计算所述孔径比例：

6.根据权利要求1所述的用于确定风机叶片的数字模型的方法，其特征在于，所述在所述模拟风量比例与所述风量比例之间的差值大于预设阈值的情况下，根据所述模拟风量比例、所述风量比例以及所述孔径比例分别调节所述第一模拟回风通道和第二模拟回风通道的孔径尺寸，以使所述模拟风量比例与所述风量比例之间的差值小于或等于所述预设阈值包括：

7.根据权利要求1所述的用于确定风机叶片的数字模型的方法，其特征在于，所述叶片数字模型包括模拟前缘腹板和模拟后缘腹板，所述模拟前缘腹板与所述模拟后缘腹板平行，所述模拟前缘腹板靠近叶尖的一端和所述模拟后缘腹板靠近叶尖的一端之间的连线与腹板垂直。

8.根据权利要求1所述的用于确定风机叶片的数字模型的方法，其特征在于，所述风机叶片包括热风除冰装置，所述热风除冰装置用于为所述第一回风通道和所述第二回风通道送风加热，将所述叶片数字模型的叶片根部前缘的预设区域确定为模拟所述热风除冰装置的区域。

9.一种用于确定风机叶片的数字模型的装置，其特征在于，包括：

10.一种机器可读存储介质，其特征在于，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行根据权利要求1至8中任一项所述的用于确定风机叶片的数字模型的方法。

技术总结
本申请公开了一种用于确定风机叶片的数字模型的方法、装置及存储介质，包括：获取风机叶片的风参量信息和尺寸信息；分别根据风参量信息和尺寸信息确定两个回风通道之间的风量比例和孔径比例；根据孔径比例建立风机叶片的叶片数字模型；在对叶片数字模型进行模拟测试时，两个模拟回风通道的风量均达到稳态的情况下，确定两个模拟回风通道之间的模拟风量比例；在模拟风量比例与风量比例之间的差值大于预设阈值的情况下，根据模拟风量比例、风量比例以及孔径比例分别调节两个回风通道的孔径尺寸，以使模拟风量比例与风量比例之间的差值小于或等于预设阈值。不仅减少了建模难度，还能够使得简化模型与实际叶片的通透性等效，得到准确的简化模型。

技术研发人员：陈鑫,罗晶,李波,毛新果,杨博远,彭宇果,左方,陶星宇,龚杰,朱帅格,邝子鉴,曹启明
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21