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龍圖騰網恭喜浙江大學申請的專利考慮雨滴侵蝕的風力發電機涂層疲勞壽命優化設計方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN114239168B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-04-15發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202111527682.8，技術領域涉及：G06F30/17；該發明授權考慮雨滴侵蝕的風力發電機涂層疲勞壽命優化設計方法是由胡偉飛;陳煒鎰;方健豪;程錦;劉振宇;譚建榮設計研發完成，并于2021-12-14向國家知識產權局提交的專利申請。

本考慮雨滴侵蝕的風力發電機涂層疲勞壽命優化設計方法在說明書摘要公布了：本發明公開一種考慮雨滴侵蝕的風力發電機涂層疲勞壽命優化設計方法，包括：基于克里金法的風力發電機葉片涂層疲勞壽命代理模型的構建；考慮實際服役環境的風場風速與雨場降雨強度概率分布構建；以風力發電機最大發電量為目標函數進行風力發電機轉速設計；結合不同降雨強度葉片涂層疲勞壽命變化特性進行約束方程構建；采用風能利用系數特性構建初始優化點進行優化；通過傳統優化計算方法獲得不同降雨強度與風速下的風力發電機最優轉速。該方法可以在保證風力發電機年發電量降低最少的情況下，有效提高風力發電機的葉片涂層疲勞壽命，為風力發電機涂層疲勞壽命優化提供了一種新思路。

本發明授權考慮雨滴侵蝕的風力發電機涂層疲勞壽命優化設計方法在權利要求書中公布了：1.一種考慮雨滴侵蝕的風力發電機涂層疲勞壽命優化設計方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：步驟S1：建立基于克里金法的風力發電機葉片涂層在不同轉速ω與不同降雨強度I下的疲勞壽命代理模型；步驟S2：構建考慮實際服役環境的風場風速與雨場降雨強度概率分布；步驟S3：建立使風力發電機發電量最大化的目標函數fAEPω進行風力發電機轉速設計： 式中，8760表示一年中的小時數，N0表示風機設計的服役壽命年限，Prvj,ωij為風速vj與風機轉速ωij下的風機發電功率，PIIi為降雨強度Ii的出現概率，Pvvj為風速vj的出現概率，將各個降雨強度下Ii與風速vj的風機轉速ωij作為設計變量的分量，設計變量ω的表達式為：ω＝[ω00,ω01,...,ω0n-1,ω0n,ω10,ω11,...,ωmn-1,ωmn]；根據Betz理論可知，風力發電機從風能中獲得的發電功率計算公式為： 式中，ρ為空氣的密度，為1.25kgm3，R為風機葉輪半徑，λ為葉尖速比，β為槳距角，根據風速大小由風機變槳系統決定，Cpλ,β為風能利用系數計算公式，根據不同類型的風機選用不同的Cp計算公式；葉尖速比λ計算公式為： 式中，ω為風機轉速，單位為轉分鐘，rmin；步驟S4：結合不同降雨強度葉片涂層壽命變化特性進行約束方程構建，具體為：設計變量的取值范圍ωcut-in≤ω≤ωrated，代表風力發電機的切入轉速ωcut-in與額定轉速ωrated設置風機轉速設計變量的上下界；為了防止葉片涂層疲勞損傷達到設計閾值設定約束條件；由于葉片涂層疲勞壽命變化特點是隨著降雨強度的上升，葉片涂層疲勞壽命呈指數型快速下降，所以當處于同一風速下時，隨著降雨強度上升，通過減小風機轉速來保證葉片涂層疲勞壽命不會過小，結合該特性設定約束條件表達式從而縮小高維問題搜索空間；步驟S5：由于整體設計空間較大，為了防止陷入局部最優、減少優化搜索步數，在設計空間中選取與最優點較為接近的優化初始點，根據風能利用系數特性可知，在同一風速與變槳角度下，隨著風機轉速的增加風機功率不斷增加；當風機功率達到最高值后，再增加風機轉速會使得風機功率下降；對于不同風速vj，總存在一個使得風機功率最大化的最優轉速ω0_best_j，運用優化方法計算在切入轉速與額定轉速范圍內，每個風速vj下使得風機功率最大化的最優轉速ω0_best_j，優化模型如下式所示:Findω0_best_jMinCpω0_best_j，S.Tω切入≤ω0_best_j≤ω額定將不同降雨強度Ii與風速vj下的設計變量風機轉速ωij的優化初始值設置為ω0_best_j，整體表達式如下所示： 其中，不同風速vj中對應的最大功率風機轉速ω0_best_j為優化初始點；步驟S6：根據步驟S4所述方法獲得考慮雨滴侵蝕的風力發電機轉速優化模型，如下所示： 式中，52560表示一年中的以10分鐘為一周期的周期數量，D10Ii,ωij表示當處于降雨強度Ii下風機以轉速ωij運行10分鐘造成的疲勞損傷，其表達式為： 式中，tfIi,ωij表示當處于降雨強度Ii下風機以轉速ωij運行時風機葉片涂層的疲勞壽命時限，通過S1構建完成的風力葉片涂層疲勞壽命代理模型可以快速計算得到tfIi,ωij；運用步驟S5中計算得到優化初始點，在MATLAB中運用求解器對問題進行求解，得到設計變量相對應的最優解。

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