[發(fā)明專利]基于BootStrap置信度計算的風電機組溫度預警方法及其系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810698450.0
• 申請日: 2018-06-29
• 公開（公告）號: CN108897954A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 劉瑞華;李韶武;王桂松;胥佳;朱耀春
• 申請（專利權(quán)）人: 龍源（北京）風電工程技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F03D17/00
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務所(普通合伙) 11303
• 代理人: 馬麗蓮

1.一種基于BootStrap置信度計算的風電機組溫度預警方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：對實時數(shù)據(jù)進行預處理，針對實時數(shù)據(jù)變量與預設的數(shù)據(jù)庫中已劃分的若干子工況進行工況辨識；

其中，所述預設的數(shù)據(jù)庫中包括所述已劃分的若干子工況和根據(jù)工況內(nèi)參數(shù)分布確立的每個子工況的閾值限，所述子工況的劃分根據(jù)歷史數(shù)據(jù)特性綜合評估劃分得到，所述預設的數(shù)據(jù)庫中還包括設定的置信度計算觸發(fā)條件和預警指標CL_limit；

S2：在相對應子工況下，通過已劃定閾值限對實時溫度數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)狀態(tài)標記，包括異常點標記和正常標記，形成時間順序的狀態(tài)序列；

S3：對于按時間順序形成的狀態(tài)標記序列，統(tǒng)計連續(xù)N個數(shù)據(jù)的異常點標記數(shù)量N_n，計算異常率η；

S4:置信度計算觸發(fā)條件為預設的異常率限值η_a，當異常率η超出異常率限值η_a時，則觸發(fā)進行BootStrap置信度計算，計算置信度水平；

S5:當置信度水平超出預警指標CL_limit時，則進行故障預警。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于BootStrap置信度計算的風電機組溫度預警方法，其特征在于，所述預設的數(shù)據(jù)庫為通過對離線歷史數(shù)據(jù)處理得到，具體步驟為：

1)建立風電機組正常工作狀態(tài)樣本，提取風電機組SCADA歷史數(shù)據(jù)特性，通過相關(guān)性方法提取與主部件溫度密切相關(guān)的變量，與環(huán)境溫度變量進行工況劃分，劃分為若干子工況，通過精度計算選擇合適的劃分工況的間隔尺度；

2)利用工況內(nèi)參數(shù)分布的高斯模型確立每個子工況的閾值限。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于BootStrap置信度計算的風電機組溫度預警方法，其特征在于，所述步驟1)中，所述主部件溫度包括齒輪箱非驅(qū)動端軸溫變量，采用相關(guān)分析法來求取其它變量與齒輪箱非驅(qū)動端軸溫變量間的相關(guān)性系數(shù)，相關(guān)系數(shù)的計算公式為：

式中，x為齒輪箱非驅(qū)動端的軸溫變量，y為其它變量，包括風速變量、有功功率變量、環(huán)境溫度變量或槳距角變量；

通過分析，選取有功功率變量與環(huán)境溫度變量進行二維工況劃分。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于BootStrap置信度計算的風電機組溫度預警方法，其特征在于，根據(jù)環(huán)境溫度變量和有功功率變量進行運行工況劃分，所述工況劃分方法為：

針對風電機組歷史數(shù)據(jù)，在剔除環(huán)境溫度奇異值后，確定環(huán)境溫度區(qū)間[C_min，C_max]，C_min為不高于環(huán)境溫度最低值的整數(shù)，C_max為不低于環(huán)境溫度最高值的整數(shù)，將環(huán)境溫度變量等分為M個區(qū)間，其間隔尺度為M’；

確定有功功率區(qū)間[P_min，P_max],P_min為最低限0KW，P_max為機組額定功率附加100KW，將有功功率變量等分為N個區(qū)間，其間隔尺度為N’；

根據(jù)環(huán)境溫度變量、有功功率變量的區(qū)間劃分，可將工況劃分為M×N個運行子工況，將運行工況標記為W_ij(＝1,2,3,…,；＝1,2,3,…,)，每個工況的數(shù)據(jù)點數(shù)S_ij在公式中定義為：

S_ij＝{(c,p)|c≤c_i,c≥c_i-1,p≤p_j,p≥p_j-1}

式中,為第S_ij個工況的數(shù)據(jù)點數(shù)，c為環(huán)境溫度變量，p為有功功率變量，c_i為第i個環(huán)境溫度區(qū)間上限值，p_j為第j個有功功率區(qū)間上限值；

通過選擇不同的間隔尺度M’、N’對工況進行劃分，并進行工況劃分精度計算，選取準確度高的間隔尺度。