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打破國外軟件壟斷,ENFAST把風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)、測(cè)試、運(yùn)行整條路走通了

2022-06-09 來源:遠(yuǎn)景能源 瀏覽數(shù):582

 “ENFAST打開了風(fēng)機(jī)自研求解器(整機(jī)載荷仿真設(shè)計(jì)軟件)模型和算法的黑匣子,基于遠(yuǎn)景的風(fēng)機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景快速迭代,植入最前沿的算法模型,讓設(shè)計(jì)能力大大提升;且通過測(cè)試驗(yàn)證形成了完整的設(shè)計(jì)鏈,實(shí)現(xiàn)工業(yè)可用性,把整條路完全走通了。”日前舉行的“風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計(jì)軟件”科技成果鑒定會(huì)上,與會(huì)專家對(duì)遠(yuǎn)景能源自研的中國首個(gè)風(fēng)機(jī)求解器ENFAST做出以上評(píng)價(jià)。

   “ENFAST打開了風(fēng)機(jī)自研求解器(整機(jī)載荷仿真設(shè)計(jì)軟件)模型和算法的黑匣子,基于遠(yuǎn)景的風(fēng)機(jī)應(yīng)用場(chǎng)景快速迭代,植入最前沿的算法模型,讓設(shè)計(jì)能力大大提升;且通過測(cè)試驗(yàn)證形成了完整的設(shè)計(jì)鏈,實(shí)現(xiàn)工業(yè)可用性,把整條路完全走通了。”日前舉行的“風(fēng)電機(jī)組整機(jī)設(shè)計(jì)軟件”科技成果鑒定會(huì)上,與會(huì)專家對(duì)遠(yuǎn)景能源自研的中國首個(gè)風(fēng)機(jī)求解器ENFAST做出以上評(píng)價(jià)。
  
  遠(yuǎn)景能源將最前沿的氣動(dòng)、水動(dòng)力算法、非線性隨動(dòng)梁?jiǎn)卧饶P椭踩腼L(fēng)機(jī)設(shè)計(jì),覆蓋更多中國復(fù)雜工況、迭代速度更快,已應(yīng)用在25款機(jī)型、獲得高達(dá)10GW市場(chǎng)份額,并于2021年10月獲得中國首個(gè)風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)軟件認(rèn)證。
  
  
  IEC61400-1是風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的通用標(biāo)準(zhǔn),充分考慮歐洲平原、海上風(fēng)況而制定。以挪威Bladed為代表的商業(yè)設(shè)計(jì)軟件,因用戶界面友好、覆蓋完全I(xiàn)EC工況,此前幾乎壟斷了中國國內(nèi)整機(jī)商的設(shè)計(jì)市場(chǎng)。然而,隨著超長(zhǎng)大葉片、高塔筒、漂浮式海上風(fēng)機(jī)、復(fù)雜山地風(fēng)電場(chǎng)等更多設(shè)計(jì)需求的出現(xiàn),老牌外國商用設(shè)計(jì)軟件已不能滿足中國風(fēng)電市場(chǎng)快速增長(zhǎng)需求。
  
  場(chǎng)景一:超長(zhǎng)大葉片氣動(dòng)模型已不適用傳統(tǒng)的葉素動(dòng)量理論,而且和高柔塔一樣面臨非線性變形導(dǎo)致的仿真結(jié)果失真。遠(yuǎn)景能源通過自由渦尾跡與葉素動(dòng)量理論結(jié)合的超長(zhǎng)大變形葉片氣動(dòng)計(jì)算模型,實(shí)現(xiàn)了葉片設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論突破;自主研發(fā)的柔性多體框架與隨動(dòng)梁?jiǎn)卧浞挚紤]葉片、塔筒等部件的非線性彈性變形,覆蓋幾何剛度、離心鋼化、科式力等非線性效應(yīng)。和使用其他軟件相比,非線性大變形葉片氣動(dòng)力計(jì)算精度提升8%。
  
  場(chǎng)景二:為滿足海上漂浮式風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)需求,遠(yuǎn)景能源研發(fā)了滿足漂浮式平臺(tái)的高精度水動(dòng)力計(jì)算方法,大幅增加波浪仿真精度;并在水動(dòng)力仿真中充分考慮浮體運(yùn)動(dòng)的風(fēng)電機(jī)組氣動(dòng)力和浪載,提升風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)水平。
  
  場(chǎng)景三:針對(duì)中國獨(dú)有的復(fù)雜山地風(fēng)況,建立了基于機(jī)器學(xué)習(xí)和大渦模擬湍流數(shù)據(jù)庫的典型工況提取方法。通過遠(yuǎn)景格林威治風(fēng)資源平臺(tái)對(duì)山地地形做CFD仿真建模,從源頭提升復(fù)雜山地風(fēng)資源精度,風(fēng)況生成效率提高2倍。
  
  
  創(chuàng)新背后,蘊(yùn)藏著遠(yuǎn)景能源最重要的數(shù)據(jù)資產(chǎn)——上萬臺(tái)伽利略超感知風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集、上傳、分析,不斷修正模型、獲取新知。
  
  對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)軟件來說,如果缺少實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),模型參數(shù)難獲取,工程技術(shù)就難突破,這也是為何常規(guī)工業(yè)設(shè)計(jì)軟件需要10-20年時(shí)間才能成熟商用。Bladed、Openfast、HAWC2等軟件實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來自實(shí)驗(yàn)室或高校、研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合樣機(jī)實(shí)驗(yàn),數(shù)據(jù)樣本數(shù)量及豐富性都不如整機(jī)企業(yè)。
  
  遠(yuǎn)景能源搭建了材料-部件-系統(tǒng)-整機(jī)全鏈條智能測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)。ENFAST基于上萬臺(tái)遠(yuǎn)景伽利略智能風(fēng)機(jī)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)輸入和“天河二號(hào)”國家超算中心的算力,反復(fù)驗(yàn)證多場(chǎng)景多工況的風(fēng)機(jī)動(dòng)力學(xué)機(jī)理,加速動(dòng)力學(xué)模型、工程修正模型、機(jī)器學(xué)習(xí)模型的進(jìn)化完善,大幅提升ENFAST的軟件可靠性。同時(shí)仿真速度達(dá)到Bladed的五倍。
  
  更重要的是,伴隨著風(fēng)機(jī)和風(fēng)場(chǎng)設(shè)計(jì)-測(cè)試-運(yùn)行-設(shè)計(jì)閉環(huán)能力的建立,遠(yuǎn)景產(chǎn)品創(chuàng)新進(jìn)入快車道,更精確的氣動(dòng)、水動(dòng)力、非線性變形仿真,復(fù)雜山地流場(chǎng)及載荷仿真,應(yīng)用在大風(fēng)輪、高塔筒、漂浮式、復(fù)雜山地風(fēng)場(chǎng)等特殊工況的設(shè)計(jì)迭代,加速實(shí)現(xiàn)低LCOE、高可靠性等多重設(shè)計(jì)目標(biāo)。

 

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