几何尺寸、空气动力、质量、弹性和功能特性进行汇总的数字数据集的风力涡轮机的虚拟形式。气体弹性模型由以下部分组成:
[0032]几何尺寸模型:代表风力涡轮机的部件的几何尺寸的数字数据集；
[0033]空气动力模型:数字数据集代表风力涡轮机的外部几何尺寸与入射风之间的相互作用类型；
[0034]质量模型:代表风力涡轮机的每个部件的质量和重心的数字数据集；
[0035]弹性模型:代表风力涡轮机的部件的刚性的考虑到冲击所述部件的风的方向的数字数据集;以及
[0036]功能模型:代表风力涡轮机的每个部件的不同操作状态的数字数据集。
[0037]风力涡轮机的气体弹性模型借助于进入数字数据集而获得，所述数字数据集在特定程序(诸如Bladed、Flex-5、F0CUS、PHATAS、FAST)中将风力涡轮机的特性汇总。借助于所述特定程序执行根据入射风模型的多个风力涡轮机性能模拟，风力涡轮机的不同部件受到的载荷的值的结果借助于不同数学方法而获得。
[0038]用于获得阶段1和2的风力涡轮机的气体弹性模型所需的将风力涡轮机的特性汇总的数字数据借助于物理访问安装在风电场上的风力涡轮机自身、借助于来自相对于风力涡轮机的部件的技术规范目录的信息、借助于能够在原材料供应者的公共数据库中访问的与材料特性有关的数据等而获得。与风力涡轮机的外部几何尺寸有关的信息借助于激光或借助于其它摄影技术通过从多个位置扫描风力涡轮机而获得。
[0039]阶段1和阶段2的风力涡轮机的气体弹性模型化是类似的，理想设计的风力涡轮机的认证部件与实际提供的风力涡轮机的部件之间仅质量、重心、几何尺寸和公差改变。认证部件相对于实际提供的部件的质量、重心、几何尺寸和公差方面的这些区别在确定部件寿命时具有显著效果。
[0040]在风力涡轮机的现场处发生的特定风状态在所述方法的阶段3中确定，所述状态用于获得风模型，所述风模型与风力涡轮机的在阶段4中获得的特定操作状态一起用于所述方法的随后的阶段6，用于确定在现场处的风力涡轮机的部件实际受到的实际疲劳载荷。
[0041]风模型是虚拟代表风的三维行为的数字数据集。如图1所示，风模型代表在固定体积(V)中的多个节点(η)，其中体积(V)的每个节点(η)以三维向量(V)识别。风模型结合以下信息:
[0042]-风模型的平均速度:作为在风模型的体积(V)内有代表性的流线的平均速度。使用经过风力涡轮机的转子的中心的流线。
[0043]-湍流强度:测量对于在湍流风中的给定流线而言的风模量的改变范围的维度量度，其中风速随机改变。
[0044]-风剪切:风廓线，类似于在表面上的空气的边界层的剪切廓线。
[0045]-流入:风的倾角。
[0046]在风力涡轮机的现场处发生的特定风状态的数据从风电场获得，风力涡轮机在所述风电场中操作，基于所述数据获得用于执行多种模拟以及计算风力涡轮机的部件上的实际疲劳载荷的各种风模型。
[0047]在风力涡轮机的现场处发生的特定风状态的所述数据借助于定位在现场处的气象桅杆的在至少一年期间取得的样例并且由从风电场自身的数据库中提取的数据而获得。所述数据还能够至少部分由微观选址分析或风资源评估分析而获得，所述微观选址分析和风资源评估分析是基于在风电场安装之前从桅杆获得的数据的已处理的报告。
[0048]因此，在风力涡轮机的现场处发生的风速值在所述方法的所述阶段3中确定，所述风速值从Om/s到在现场处可能发生的最大风速值(Vref)。风速值包括在韦伯分布中，风在全年中发生的可能性在所述韦伯分布中分布，从而使得当在阶段6中计算实际疲劳载荷时每个风速必须具有的具体权重借助于所述可能性分布而确定。
[0049]此外，冲击风力涡轮机的主风向还考虑到风电场的结构而确定。因此，确定的主风向是由风力涡轮机所定位的风电场的风向玫瑰图确定的主导风向、使得风力涡轮机相对于风电场上的另一风力涡轮机或其它风力涡轮机处于尾迹位置的风向、以及由风力涡轮机现场地形影响的风向。湍流强度、风剪切和倾角(流入)针对每个所述主风向确定。
[0050]此外，鉴于风的动能取决于空气密度，因此在现场处的空气密度也在所述阶段3中确定，采样年度分割为两个时段，适逢夏季的低空气密度时段，与适逢冬季的高空气密度时段。因此获得空气密度的可能性分布，考虑到所述可能性分布用于计算在现场处的实际疲劳载荷，假定空气密度成正比地作用在风力涡轮机的部件寿命上。
[0051]因此，针对每个风速值、每个主风向以及每个空气密度(高空气密度或低空气密度)而获得相应的风模型，每个所述风模型以其风湍流强度、风剪切和风倾角(流入)分别地识别。风速值通常以2m/s间隔取得，即，2m/s、4m/s、6m/s，…，直至高达最大风速值(Vref)。
[0052]为了计算风力涡轮机的部件实际地受到的实际疲劳载荷，除了在阶段3中确定的特定风状态之外(风模型基于所述特定风状态而获得)还考虑到风力涡轮机的特定操作状
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[0053]在阶段4的现场处的风力涡轮机的特定操作状态的数据也借助于在定位在风力涡轮机的现场处的气象桅杆中在至少一年期间取得的样例并且由从风电场自身的数据库中提取的数据而获得。这些特定操作状态随后在所述方法的阶段6中使用，用于确定风力涡轮机的部件的实际疲劳载荷。
[0054]因此，风力涡轮机的发生在全年中的相对于入射风的偏转度在所述方法的所述阶段4中确定，为此目的确定风力涡轮机相对于入射风的偏转度的统计学群体和可能性分布。
[0055]风力涡轮机通过旋转机舱而定向，从而使得转子相对于入射风正交放置。由于风的可变形和风力涡轮机的传感器系统的公差，这种对准总不会是完美的。当计算在规定的操作状态中的设计疲劳载荷时，载荷通常在假定相对于入射风的+/-10°、或+/_8°的偏转的基础上模拟。由本发明提出的所述方法考虑到风力涡轮机的实际偏转度，以便计算实际疲劳载荷，鉴于偏转对于风力涡轮机的部件寿命会造成负面影响。
[0056]能够影响风力涡轮机的部件寿命的短暂瞬间也在所述阶段4中确定；因此确定风力涡轮机的启动、正常停机和紧急停机的次数。紧急停机是尤其重要的，因为所述紧急停机与风力涡轮机的正常停机相比更具破坏性，因为风力涡轮机以快得多的方式停机，并且其部件必须在更短时间内承受更大载荷并且消散能量，这极大地影响风力涡轮机的部件寿命ο
[0057]此外，风力涡轮机全年停机时间所占的百分比也可确定，所述百分比正比于风力涡轮机的现场并且主要由于以下事实，即对于风力涡轮机产生能量而言必要的风状态因为风速不足或因为风速过快而不存在。这个信息是重要的，因为风力涡轮机的部件寿命由非操作时间段影响。通常，寿命由于在低风速下的非运行时间而增加，以及寿命能够在长时间处于高风速下而缩短。
[0058]最终，还确定风力涡轮机在全年中受到积冰影响和/或受到由于悬挂在空气中的材料而在风力涡轮机的气动表面上形成的堆积状态影响的时间所占的百分比；因此，确定风力涡轮机的旋转转子的元件(主要是叶片由于冰而)受到的多余重量，并且确定叶片由于悬挂在空气中的材料(诸如沉积在风力涡轮机的叶片的表面上的尘土、昆虫或其它材料)而产生的改变空气动力廓线的特性和/或几何尺寸的表面粗糙状态。
[0059]在现场处的风力涡轮机的特定操作状态针对1年时间范围确定，并且通过在风力涡轮机性能模拟中将可能性权重分配给所述特定操作状态而考虑到所述特定操作状态，根据在阶段3中获得