一种风电机组整机仿真模型文件解析与校验方法及系统与流程

本发明属于电力系统数据处理，具体涉及一种风电机组整机仿真模型文件解析与校验方法及系统。

背景技术：

1、风电机组整机仿真是风电机组设计、控制策略验证、载荷分析和数字化试验中的重要环节。随着风电机组单机容量持续增大，叶片长度、塔架高度、传动链复杂度、控制逻辑复杂度和海上环境耦合因素同步增加，整机仿真模型通常需要同时描述气动、结构、控制、电气、环境、传动链和仿真配置等多类参数。上述参数分散在不同模型文件、不同模块文件或不同项目文件中，且参数之间存在较强的跨模块关联关系。

2、现有风电机组整机仿真软件通常采用各自的模型文件体系保存模型数据。例如，不同仿真平台可能采用二进制项目文件、主输入文件与子模块文件组合、文本配置文件或用户自定义中间文件等方式组织模型参数。在跨平台迁移、版本迭代或模型质量检查过程中，工程人员通常需要依靠人工查阅文件、调用平台专用接口、编写临时脚本或逐项对照参数表的方式完成文件读取和参数核对。

3、但是，现有模型文件处理方式仍存在适配性和完整性管控不足的问题。一方面，不同仿真平台的文件格式、编码方式、版本字段、参数命名和文件引用关系差异较大，人工转换容易引入参数丢失、单位不一致或引用路径错误。另一方面，现有校验方式多停留在单文件可读性检查或整体文件校验层面，难以定位错误发生的具体依赖关系，也难以发现格式正确但物理含义不合理的参数异常。进一步地，模型文件在多版本迭代过程中，若仅修改部分模块参数，现有方式通常仍需进行大范围重复检查，影响工程验证效率。

4、因此，亟需一种风电机组整机仿真模型文件解析校验方法，以提高多源异构模型文件处理的自动化程度、数据完整性校验的定位能力和模型跨平台迁移的可靠性。

技术实现思路

1、本发明提供的一种风电机组整机仿真模型文件解析与校验方法，本发明的方案通过对风电机组仿真模型中的多源模型文件进行格式识别、标准化解析、语义检查和分级完整性判定，解决现有技术中多格式模型文件难以统一处理、跨模块参数错误难以发现以及校验结果缺乏定位支撑的问题。

2、本发明的第一方面，提供了一种风电机组整机仿真模型文件解析与校验方法，所述方法包括：

3、获取待解析模型文件集合，识别所述待解析模型文件集合中模型文件的格式类型和文件引用关系，生成格式识别结果；

4、基于所述格式识别结果调用对应的格式适配器，对所述待解析模型文件集合执行格式预检、编码转换和版本兼容判断，生成预处理文件数据；

5、基于所述预处理文件数据调度物理域解析器提取仿真模型参数，将所述仿真模型参数映射至统一模型对象的多个数据域，生成中间模型数据；

6、基于所述中间模型数据执行跨模块引用检查、物理单位归一化和参数合理性范围检查，生成语义校验结果；

7、基于所述中间模型数据和所述语义校验结果执行文件级、模块级和参数级的完整性校验，生成分级校验结果。

8、采用上述方案，本发明的一种风电机组整机仿真模型文件解析与校验方法，通过识别待解析模型文件集合的格式类型和文件引用关系，实现多源异构仿真模型文件解析对象的统一确定；通过格式适配器、物理域解析器和统一模型对象的数据域映射，实现不同来源模型参数向标准化中间模型数据的转换；进一步地，通过文件级、模块级和参数级的递进式校验，分别识别文件损坏或必需结构缺失、数据域参数不完整以及跨域物理关系不一致的问题，提高风电机组整机仿真模型文件解析结果的完整性、可追溯性和工程适用性。

9、在本发明的一些实施方式中，所述识别所述待解析模型文件集合中模型文件的格式类型和文件引用关系，生成格式识别结果，包括：

10、读取所述模型文件的文件扩展名，生成候选格式类型；

11、读取所述模型文件的文件头部特征，基于所述文件头部特征对所述候选格式类型进行确认，生成格式确认结果；

12、按照所述格式确认结果对应的试探解析规则读取所述模型文件的局部结构，生成格式验证结果；

13、基于所述格式确认结果和所述格式验证结果确定所述格式类型，并解析所述模型文件之间的引用路径，生成包括所述格式类型和所述文件引用关系的格式识别结果。

14、在本发明的一些实施方式中，所述基于所述格式识别结果调用对应的格式适配器，对所述待解析模型文件集合执行格式预检、编码转换和版本兼容判断，生成预处理文件数据，包括：

15、当所述格式类型为bladed项目格式时，调用bladed适配器读取数据块标识、数据块长度、头部字段和负载数据，生成二进制块结构数据；

16、当所述格式类型为openfast输入文件格式时，调用openfast适配器基于主输入文件和子模块文件建立文件引用拓扑，生成文本文件树数据；

17、当所述格式类型为自定义文本格式时，调用自定义格式适配器基于键路径映射模板或层级映射模板生成结构化映射数据；

18、对所述二进制块结构数据、所述文本文件树数据或所述结构化映射数据执行语法预检、编码转换和版本兼容判断，生成所述预处理文件数据。

19、在本发明的一些实施方式中，所述将所述仿真模型参数映射至统一模型对象的多个数据域，生成中间模型数据，包括：

20、基于物理域映射规则确定叶片几何域、控制参数域、环境参数域、结构参数域、传动链参数域、电气参数域和仿真配置域；

21、根据所述仿真模型参数的参数名称、参数路径、数据维度和物理单位确定目标数据域；

22、将所述仿真模型参数以键值对形式写入所述目标数据域，所述键值对的值类型包括标量、一维数组、二维矩阵和插值表中的至少一种；

23、将写入后的多个数据域组装为所述统一模型对象，生成所述中间模型数据。

24、在本发明的一些实施方式中，所述基于所述中间模型数据执行跨模块引用检查、物理单位归一化和参数合理性范围检查，生成语义校验结果，包括：

25、提取所述中间模型数据中不同数据域之间的参数引用标识，判断被引用参数是否存在，生成引用完整性检查结果；

26、识别所述中间模型数据中物理量对应的源单位，将所述源单位转换为预设标准单位，生成单位归一化数据；

27、基于风电机组设计参数范围库确定关键参数的合理区间，根据所述单位归一化数据和所述合理区间生成参数范围检查结果；

28、汇总所述引用完整性检查结果、所述单位归一化数据和所述参数范围检查结果，生成所述语义校验结果。

29、在本发明的一些实施方式中，基于所述中间模型数据和所述语义校验结果执行文件级、模块级和参数级的完整性校验，其中，文件级完整性校验包括：

30、对所述待解析模型文件集合中的每个模型文件计算文件校验和，生成文件完整性检查结果；

31、根据所述格式识别结果中的格式类型确定必需文件、必需数据段或必需数据块，生成必需结构清单；

32、将所述待解析模型文件集合与所述必需结构清单进行比对，生成文件结构完整性检查结果；

33、根据所述文件完整性检查结果和所述文件结构完整性检查结果，生成文件级校验结果。

34、在本发明的一些实施方式中，基于所述中间模型数据和所述语义校验结果执行文件级、模块级和参数级的完整性校验，其中，模块级完整性校验包括：

35、分别对所述统一模型对象的多个数据域进行确定性序列化处理，生成数据域序列化结果；

36、对所述数据域序列化结果计算模块级校验和，生成模块完整性检查结果；

37、统计每个数据域中成功解析，映射至所述统一模型对象的参数数量，基于所述预处理文件数据或格式规范字段定义列表统计源文件中实际存在的参数总数量，生成参数覆盖率；

38、基于所述模块完整性检查结果和所述参数覆盖率生成模块级校验结果。

39、在本发明的一些实施方式中，基于所述中间模型数据和所述语义校验结果执行文件级、模块级和参数级的完整性校验，其中，参数级完整性校验包括：

40、从所述中间模型数据中提取功率参数、气动参数、叶片几何参数、叶片质量参数和运行频率参数，生成关键参数集合；

41、基于所述关键参数集合执行功率平衡关系验证、叶片质量自洽性验证和共振规避条件验证，生成跨域一致性检查结果；

42、根据所述跨域一致性检查结果和所述参数级告警等级生成参数级校验结果，将所述参数级校验结果写入所述分级校验结果。

43、在本发明的一些实施方式中，还包括：将所述分级校验结果与预设通过条件进行比对，所述预设通过条件包括文件级校验通过、模块级参数覆盖率不低于预设覆盖率阈值以及参数级校验不存在严重等级告警；在所述分级校验结果满足所述预设通过条件时，记录各解析阶段的执行时间、各数据域的参数覆盖率、各层校验结果和非严重告警信息，生成解析元数据报告；在所述分级校验结果不满足所述预设通过条件时，基于所述文件级、模块级和参数级完整性校验中的失败位置生成错误定位数据；基于所述错误定位数据确定错误类型、影响等级和修复建议，生成错误诊断报告；根据所述模块级校验和识别被修改的数据域，基于所述中间模型数据中的参数引用标识或跨域一致性检查结果确定与被修改的数据域存在跨域依赖关系的数据域，对被修改的数据域及其存在跨域依赖关系的数据域执行增量校验，生成增量校验结果，基于所述增量校验结果更新所述分级校验结果。

44、与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

45、本发明通过格式类型识别、文件引用关系解析、格式预检、编码转换和版本兼容判断，将bladed项目文件、openfast输入文件体系以及json/yaml等自定义配置文件纳入同一解析入口，实现多源异构模型文件的统一接入和预处理，减少风电机组仿真模型中跨平台模型迁移过程中对人工文件识别和人工参数转换的依赖。

46、本发明通过物理域解析器提取仿真模型参数，并将模型参数映射至统一模型对象的叶片几何域、控制参数域、环境参数域、结构参数域、传动链参数域、电气参数域和仿真配置域，使分散在不同文件、不同模块和不同格式中的参数形成统一中间模型数据；通过跨模块引用检查、物理单位归一化和参数合理性范围检查，使模型文件在进入下游仿真或转换前完成语义层面的质量筛查。

47、本发明通过文件级、模块级和参数级分级完整性校验，将文件损坏和必需结构缺失、数据域完整性和解析覆盖率不足、跨域参数不一致和物理合理性异常进行分层判定；进一步地，通过解析元数据报告、错误诊断报告和增量校验机制，实现校验结果的可定位、可追溯和可复用，提高风电机组整机仿真模型文件的完整性校验准确性和工程复核效率。

48、本发明的第二方面，提供了一种风电机组整机仿真模型文件解析与校验系统，包括：

49、格式识别模块，用于获取待解析模型文件集合，识别所述待解析模型文件集合中模型文件的格式类型和文件引用关系，生成格式识别结果；

50、文件预处理模块，用于基于所述格式识别结果调用对应的格式适配器，对所述待解析模型文件集合执行格式预检、编码转换和版本兼容判断，生成预处理文件数据；

51、模型解析模块，用于基于所述预处理文件数据调度物理域解析器提取仿真模型参数，将所述仿真模型参数映射至统一模型对象的多个数据域，生成中间模型数据；

52、语义校验模块，用于基于所述中间模型数据执行跨模块引用检查、物理单位归一化和参数合理性范围检查，生成语义校验结果；

53、完整性校验模块，用于基于所述中间模型数据和所述语义校验结果执行文件级、模块级和参数级分级完整性校验，生成分级校验结果；

54、结果输出模块，用于当所述分级校验结果满足预设通过条件时，输出所述统一模型对象和解析元数据报告；当所述分级校验结果不满足预设通过条件时，输出错误诊断报告。

55、本发明的第三方面，提供了一种风电机组整机仿真模型文件解析与校验装置，所述装置包括计算机设备，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机指令，当所述计算机指令被执行时，该装置实现所述的风电机组整机仿真模型文件解析与校验方法。

56、本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出并获得。

57、本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。