[發明專利]基于結冰探測器與場群互通的風電機組結冰狀態檢測方法

有效

• 申請號: 201811323305.0
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109578226B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 仝彭莎;魏凱;祁成曦
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種基于結冰探測器與場群互通的風電機組結冰狀態檢測方法，利用單臺機組上安裝的結冰探測器，檢測到單臺機組的結冰相關數據傳送給場級控制器；場級控制器通過收集機組的運行數據及獲取的結冰相關數據，建立機組結冰的神經網絡模型；風電場中的其它機組根據場級控制器訓練得到模型參數建立識別結冰特征的模型，將機組的運行數據輸入至該模型中進行實時的計算得到輸出，該輸出即為機組的否結冰狀態或結冰厚度；機組識別出結冰狀態后，機組的主控系統根據結冰程度做出不同等級的控制措施或者安全停機。本發明方法用最少的硬件最大程度地保護整個風電場機組的運行，提高機組的可靠性和安全性。

技術領域

本發明涉及風力發電的技術領域，尤其是指一種基于結冰探測器與場群互通的風電機組結冰狀態檢測方法。

背景技術

業內習知，風力發電作為風能利用的主要方式，是當今清潔能源中技術最成熟和發展前景最好的發電方式之一。葉片是風力發電機組的重要部件，但是特定氣候條件所引發的風機葉片結冰會給風機的安全和高效運行帶來較大危害。風機葉片結冰會改變風機葉片的氣動外型并降低風機的運行效率。假如葉片覆冰會改變葉片的外部形狀和氣動性能,增大葉片阻力、減少升力,影響全機操縱性、穩定性；最終導致風能的轉化效率降低,嚴重的可導致葉片的損毀，發生運行事故,風機葉片結冰已經成為保證風機安全運行需要解決的迫切問題。因此，現在急需一種可以有效檢測機組結冰的方案。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種基于結冰探測器與場群互通的風電機組結冰狀態檢測方法，該方法安全、可靠、準確，用最少的硬件最大程度地保護整個風電場機組的運行，提高機組的可靠性和安全性。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：基于結冰探測器與場群互通的風電機組結冰狀態檢測方法，具體如下：

利用單臺機組上安裝的結冰探測器，檢測到單臺機組的結冰相關數據，包括結冰速度、結冰厚度、溫度和濕度信息，而后傳送給場級控制器；

場級控制器通過收集機組的運行數據，再結合獲取的結冰相關數據，建立機組結冰的神經網絡模型，神經網絡模型的輸入變量包括風速、風向、發電機功率、發電機轉速、槳葉角度、溫度、濕度、機組運行模式、功率設定值和轉速設定值，神經網絡模型的輸出包括結冰狀態和結冰厚度；然后通過訓練得到神經網絡模型的權值矩陣參數，而神經網絡模型的特征參數由場級控制器更新至風電場中的每一臺機組，其中，神經網絡模型能夠基于歷史數據進行周期性訓練，使得神經網絡模型參數能夠定期更新；

風電場中的其它機組根據場級控制器訓練得到模型參數建立識別結冰特征的模型，將機組的運行數據輸入至該模型中進行實時的計算得到輸出，該輸出即為機組的否結冰狀態或結冰厚度，且在沒有安裝結冰探測器硬件的情況下，仍然能夠識別出機組結冰狀態；

當機組識別出結冰狀態后，機組的主控系統根據結冰程度做出不同等級的控制措施或者安全停機。

本發明與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

本發明方法在風電場內以最少硬件檢測、基于機組的運行數據、采用神經網絡擬合模型來檢測出風電場內所有風機的結冰情況，并在真實結冰情況下進行機組停機處理實現對機組的安全保護，避免葉片在結冰情況下運轉載荷超限造成的葉片損傷、折斷等事故的出現，具有實際推廣價值，值得推廣。

附圖說明

圖1為本發明方法的原理框圖。

圖2為神經網絡模型的結構圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示，本實施例所提供的基于結冰探測器與場群互通的風電機組結冰狀態檢測方法，具體情況如下：