本發(fā)明涉及光伏，具體而言，涉及一種風振性能評估方法及評估系統(tǒng)。

背景技術：

1、隨著全球?qū)稍偕茉吹男枨笕找嬖鲩L，太陽能光伏技術得到了廣泛的應用，光伏柔性支架作為一種新型的支架系統(tǒng)，因其具有重量輕、安裝靈活、適應性強等優(yōu)點，在太陽能光伏領域具有廣闊的應用前景，然而，光伏柔性支架在實際使用過程中，尤其是在強風等惡劣氣候條件下，其風振性能往往成為影響其安全性和穩(wěn)定性的關鍵因素。

2、現(xiàn)有的光伏柔性支架風振性能評估方法主要依賴于實際場地測試和理論計算，在通過實際場地測試對風振性能進行評估時會受環(huán)境、時間和成本等因素限制，同時實際場地測試也易受到測試條件和測試人員技術水平的影響，此外，在通過理論計算進行風振性能評估時需要對支架結構和外部環(huán)境因素的簡化處理，簡化處理后的情況往往與實際情況不符，因此現(xiàn)有的兩種方法在對風振性能進行評估時的結果通常與實際的風振性能存在較大偏差，無法保證風振性能評估的準確性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了一種風振性能評估方法及評估系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有方法對光伏柔性支架的風振性能進行評估時準確性較低的技術問題。

2、本發(fā)明實施例提供了一種風振性能評估方法，所述方法包括如下步驟：建立光伏柔性支架的有限元模型，獲取所述有限元模型的模態(tài)參數(shù)；其中，所述模態(tài)參數(shù)包括固有頻率和振型；獲取光伏柔性支架待工作環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，基于所述氣象數(shù)據(jù)和所述模態(tài)參數(shù)確定所述待工作環(huán)境的風速范圍及風向范圍；在進行基于所述風速范圍及所述風向范圍的風振模擬實驗中，記錄所述光伏柔性支架在不同風向及不同風速下的風振參數(shù)；基于所述風振參數(shù)評估得到所述光伏柔性支架的風振性能；其中，所述風振參數(shù)包括所述光伏柔性支架的應力、應變和位移。

3、可選地，所述建立光伏柔性支架的有限元模型的步驟，包括：基于計算機輔助設計軟件建立所述有限元模型，將所述有限元模型導入至計算機輔助工程軟件，設置所述有限元模型的模型參數(shù)；基于所述氣象數(shù)據(jù)確定所述待工作環(huán)境的載荷類型并將不同類型的載荷施加至所述有限元模型。

4、可選地，所述基于計算機輔助設計軟件建立所述有限元模型的步驟，包括：在考慮所述光伏柔性支架的幾何形狀、尺寸、連接方式和部件間的相對位置的前提下，基于所述光伏柔性支架的初始文件通過計算輔助設計軟件建立所述有限元模型；其中，所述初始文件包括：設計圖紙、技術規(guī)格書和材料清單。

5、可選地，所述設置所述有限元模型的模型參數(shù)的步驟，包括：設置所述有限元模型的單元類型、材料參數(shù)及邊界條件；其中，所述單元類型包括殼單元、梁單元和實體單元，所述材料參數(shù)包括彈性模量、泊松比、密度和屈服強度，所述邊界條件包括固定約束、滑動約束和自由邊界。

6、可選地，所述獲取光伏柔性支架待工作環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)的步驟，包括：采集所述待工作環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，并對所述氣象數(shù)據(jù)進行預處理及統(tǒng)計分析，得到處理后的氣象數(shù)據(jù)；其中，所述預處理包括清洗、整理和格式化。

7、可選地，所述基于所述氣象數(shù)據(jù)和所述模態(tài)參數(shù)確定所述待工作環(huán)境的風速范圍及風向范圍的步驟，包括：基于所述處理后的氣象數(shù)據(jù)結合風速廓線模型確定所述待工作環(huán)境的風速范圍，并去除所述風速范圍內(nèi)與所述固有頻率相應的風速值；基于所述處理后的氣象數(shù)據(jù)結合風向穩(wěn)定性分析確定所述待工作環(huán)境的風向范圍，并將所述風向范圍中使得所述振型變化大的風向作為主要風向。

8、可選地，所述基于所述風振參數(shù)得到所述光伏柔性支架的風振性能的步驟，包括：在風振性能評估規(guī)則的基礎上基于收集的樣本數(shù)據(jù)對機器學習算法模型進行訓練；獲取所述光伏柔性支架的特征參數(shù)，將收集到的所述風振參數(shù)進行預處理，并將預處理后的所述風振參數(shù)及所述特征參數(shù)輸入至訓練后的所述機器學習算法模型得到所述光伏柔性支架的風振性能；其中，所述特征參數(shù)包括風速、風向、支架材料。

9、可選地，所述基于所述風振參數(shù)得到所述光伏柔性支架的風振性能的步驟，還包括：將驗證數(shù)據(jù)輸入至訓練后的所述機器學習算法模型中進行驗證，并基于驗證結果建立評估指標對所述機器學習算法模型性能進行評估，得到模型性能評估結果；其中，所述評估指標包括準確率、召回率、f1分數(shù)。

10、本發(fā)明實施例提供了風振性能評估方法，通過建立光伏柔性支架的有限元模型，避免了對光伏柔性支架進行簡化處理，保證了光伏柔性支架的模態(tài)參數(shù)的準確性，基于模態(tài)參數(shù)及待工作環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)獲取風向范圍及風速范圍，基于風速范圍及風向范圍進行風振模擬實驗，避免了對光伏柔性支架待工作環(huán)境的簡化處理，可以模擬光伏柔性支架于待工作環(huán)境受到的風速及風向的組合，確保風振模擬實驗的真實性，記錄光伏柔性支架在不同風速及風向組合下的的風振參數(shù)，基于風振參數(shù)評估光伏柔性支架的風振性能，可確保評估其風振性能的準確性。

11、本發(fā)明實施例還提供了一種風振性能評估系統(tǒng)，用于執(zhí)行上述風振性能評估方法。

12、本發(fā)明實施例的其他特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，或者，部分特征和優(yōu)點可以從說明書推知或毫無疑義地確定，或者通過實施本發(fā)明實施例的上述技術即可得知。

13、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

技術特征：

1.一種風振性能評估方法，其特征在于，所述風振性能評估方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的風振性能評估方法，其特征在于，所述建立光伏柔性支架的有限元模型的步驟，包括：

3.根據(jù)權利要求2所述的風振性能評估方法，其特征在于，所述基于計算機輔助設計軟件建立所述有限元模型的步驟，包括：

4.根據(jù)權利要求2所述的風振性能評估方法，其特征在于，所述設置所述有限元模型的模型參數(shù)的步驟，包括：

5.根據(jù)權利要求1所述的風振性能評估方法，其特征在于，所述獲取所述有限元模型的模態(tài)參數(shù)的步驟，包括：

6.根據(jù)權利要求1所述的風振性能評估方法，其特征在于，所述獲取光伏柔性支架待工作環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)的步驟，包括：

7.根據(jù)權利要求6所述的風振性能評估方法，其特征在于，所述基于所述氣象數(shù)據(jù)和所述模態(tài)參數(shù)確定所述待工作環(huán)境的風速范圍及風向范圍的步驟，包括：

8.根據(jù)權利要求1所述的風振性能評估方法，其特征在于，所述基于所述風振參數(shù)得到所述光伏柔性支架的風振性能的步驟，包括：

9.根據(jù)權利要求8所述的風振性能評估方法，其特征在于，還包括：

10.一種風振性能評估系統(tǒng)，其特征在于，用于執(zhí)行權利要求1-9任一項所述的風振性能評估方法。

技術總結
本發(fā)明提供了一種風振性能評估方法及評估系統(tǒng)，涉及光伏技術領域，該方法包括：建立光伏柔性支架的有限元模型，獲取有限元模型的模態(tài)參數(shù)；獲取光伏柔性支架待工作環(huán)境的氣象數(shù)據(jù)，基于氣象數(shù)據(jù)和模態(tài)參數(shù)確定待工作環(huán)境的風速范圍及風向范圍；在進行基于風速范圍及風向范圍的風振模擬實驗中，記錄光伏柔性支架在不同風向及不同風速下的風振參數(shù)；基于風振參數(shù)評估得到光伏柔性支架的風振性能。本發(fā)明基于待工作環(huán)境的風速范圍及風向范圍進行風振模擬實驗，獲取風振參數(shù)，基于風振參數(shù)對光伏柔性支架的風振性能進行準確的評估。

技術研發(fā)人員：田維,周楊,王曉蕙,馬全峰
受保護的技術使用者：華能國際工程技術有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/2