[發明專利]風力發電機組可靠性水平預測的方法及系統

有效

• 申請號: 201710959006.5
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107622173B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 董兆宇;石峰毓
• 申請（專利權）人: 新疆金風科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/08;G06F113/06
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張川緒;王兆賡

本發明公開了一種風力發電機組可靠性水平預測的方法及系統。所述方法包括：設置可靠性指標的預定的多個變化狀態；基于可靠性指標的時間窗口的歷史數據，計算多個變化狀態的轉移概率矩陣；基于時間窗口的歷史數據，計算所述多個變化狀態中的每個變化狀態的概率分布期望；基于轉移概率矩陣，獲取與當前狀態相關的各個轉換概率；基于概率分布期望以及轉換概率，計算與當前狀態相關的綜合狀態期望；基于綜合狀態期望和可靠性指標的當前值，計算可靠性指標的預測值。本發明能夠以后一時間的可靠性指標的值與前一時間的可靠性指標的值之間的變化量作為馬爾可夫“狀態”，從而得到合理且準確的預測結果。

技術領域

以下描述涉及一種風電領域，具體地說，涉及一種風力發電機組可靠性水平預測的方法及系統。

背景技術

風力發電越來越重要地用于解決當前突出的能源和環境問題。隨著風力發電機組的廣泛應用，風力發電機組所處的運行環境日益多樣化、風力發電機組機型配置日益復雜，這導致風力發電機組的可靠性水平預測越來越必須，從而能夠根據可靠性水平的預測制定風力發電機組的整改策略，以有效地保證風力發電機組的可靠性要求。然而，由于風力發電機組工況的復雜性，掌握全球范圍內風電場中的風力發電機組整體的可靠性水平和未來趨勢越來越困難，并且風力發電機組的可靠性水平預測的準確性難以保證。

發明內容

為了解決上述問題，本發明基于馬爾可夫過程，提供一種風力發電機組可靠性水平預測的方法及系統。

根據本發明的一方面，提供一種風力發電機組可靠性水平預測的方法，所述方法可包括：設置可靠性指標的預定的多個變化狀態；基于所述可靠性指標的時間窗口的歷史數據，計算所述多個變化狀態的轉移概率矩陣；基于所述時間窗口的歷史數據，計算所述多個變化狀態中的每個變化狀態的概率分布期望；基于所述轉移概率矩陣，獲取與當前狀態相關的各個轉換概率；基于所述概率分布期望以及所述轉換概率，計算與當前狀態相關的綜合狀態期望；基于所述綜合狀態期望和所述可靠性指標的當前值，計算所述可靠性指標的預測值。

可選地，所述方法還包括：在計算所述多個變化狀態的轉移概率矩陣步驟之前，對所述時間窗口的歷史數據進行預處理，以去除所述時間窗口的歷史數據的空值。

優選地，計算所述多個變化狀態中的每個變化狀態的概率分布期望的步驟可包括：對所述時間窗口的歷史數據進行時間差分運算；基于與各變化狀態相關的差分運算結果，計算相應的各變化狀態的概率分布；基于各變化狀態的概率分布，計算相應的各變化狀態的概率分布期望。

優選地，計算相應的各變化狀態的概率分布的步驟可包括：按照預設間隔區間，對所述差分運算結果進行離散分布統計；對統計的離散分布進行非線性擬合，得到初始概率分布；對所述初始概率分布進行負概率修正，獲得所述相應的各變化狀態的概率分布。

優選地，對所述初始概率分布進行負概率修正的步驟可包括：將所述初始概率分布中的負值修正為預定的正值。

優選地，計算與當前狀態相關的綜合狀態期望的步驟可包括：將每個變化狀態的概率分布期望和與所述當前狀態相關的每個轉換概率相乘；對相乘所得的結果求和，以計算所述綜合狀態期望。

根據本發明的另一方面，提供一種用于風力發電機組可靠性水平預測的系統，所述系統可包括：初始化模塊，被配置為：設置可靠性指標的預定的多個變化狀態；計算模塊，被配置為：基于所述可靠性指標的時間窗口的歷史數據，計算所述多個變化狀態的轉移概率矩陣；基于所述時間窗口的歷史數據，計算所述多個變化狀態中的每個變化狀態的概率分布期望；基于所述轉移概率矩陣，獲取與當前狀態相關的各個轉換概率；基于所述概率分布期望以及所述轉換概率，計算與當前狀態相關的綜合狀態期望；以及預測值模塊，被配置為：基于所述綜合狀態期望和所述可靠性指標的當前值，計算所述可靠性指標的預測值。