[發(fā)明專利]一種風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰狀態(tài)預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111528007.7
• 申請(qǐng)日: 2021-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN114439706A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜忠明;劉世宇;王茜;陳俊杰;王爽;蔡琛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電力規(guī)劃總院有限公司
• 主分類號(hào): F03D80/40
• 分類號(hào): F03D80/40;F03D17/00;F03D80/00
• 代理公司: 北京中南長(zhǎng)風(fēng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11674
• 代理人: 穆麗紅

1.一種風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰狀態(tài)預(yù)測(cè)方法，其特征在于包括：

步驟1，獲取風(fēng)電場(chǎng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和并網(wǎng)功率數(shù)據(jù)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)和所述并網(wǎng)功率數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，剔除無(wú)效數(shù)據(jù)；

步驟2，計(jì)算并確定測(cè)風(fēng)塔的第一時(shí)間段內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、壓力數(shù)據(jù)的時(shí)間序列，并網(wǎng)功率數(shù)據(jù)的時(shí)間序列，并將兩組數(shù)據(jù)按照時(shí)間取交集進(jìn)行整合，作為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰狀態(tài)預(yù)測(cè)的歷史數(shù)據(jù)；

步驟3，獲取現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰情況的歷史記錄；

步驟4，根據(jù)參考風(fēng)電機(jī)組功率曲線，結(jié)合所述現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰情況的歷史記錄，建立覆冰預(yù)測(cè)模型；

步驟5，根據(jù)所述覆冰預(yù)測(cè)模型，獲得所述風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片發(fā)生覆冰的時(shí)間，并記錄狀態(tài)；若發(fā)生覆冰，則標(biāo)記為1，否則標(biāo)記為零。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰狀態(tài)預(yù)測(cè)方法，其特征在于所述剔除無(wú)效數(shù)據(jù)包括：

(1)剔除風(fēng)機(jī)定檢維護(hù)時(shí)段的數(shù)據(jù)；

(2)剔除風(fēng)機(jī)各種因素造成的停機(jī)數(shù)據(jù)，包括故障停機(jī)、手動(dòng)關(guān)機(jī)等；

(3)剔除異常因素造成的數(shù)據(jù)損壞，包括通信中斷、SCADA系統(tǒng)故障等；

(4)剔除電網(wǎng)限電原因造成的降功率運(yùn)行數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰狀態(tài)預(yù)測(cè)方法，其特征在于所述第一時(shí)間段為15分鐘。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰狀態(tài)預(yù)測(cè)方法，其特征在于所述步驟4根據(jù)參考風(fēng)電機(jī)組功率曲線，結(jié)合所述現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰情況的歷史記錄，建立覆冰預(yù)測(cè)模型，包括：

步驟41，確定對(duì)葉片覆冰有影響的多個(gè)指標(biāo)因素；

步驟42，根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析，定量計(jì)算所述多個(gè)指標(biāo)因素與所述風(fēng)機(jī)葉片覆冰程度的關(guān)聯(lián)度的數(shù)值，確定影響葉片覆冰因素的重要程度，通過(guò)所述灰色關(guān)聯(lián)分析，將對(duì)所述風(fēng)機(jī)葉片覆冰有影響的所述多個(gè)指標(biāo)因素按照影響程度從大到小的順序進(jìn)行排列，并所述關(guān)聯(lián)度的數(shù)值選取建立所述葉片覆冰預(yù)測(cè)模型采用的參數(shù)；

步驟43，采集天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)；

步驟44，根據(jù)所述關(guān)聯(lián)度的數(shù)值，確定所述天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵要素?cái)?shù)據(jù)；

步驟45，根據(jù)測(cè)風(fēng)塔的第一時(shí)間段內(nèi)風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、壓力數(shù)據(jù)的時(shí)間序列，并網(wǎng)功率數(shù)據(jù)的時(shí)間序列獲得覆冰狀態(tài)序列；

步驟46，基于所述天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵要素?cái)?shù)據(jù)以及所述覆冰狀態(tài)序列，采用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和概率方法得到風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)覆冰產(chǎn)生時(shí)的關(guān)鍵氣象要素的臨界條件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰狀態(tài)預(yù)測(cè)方法，其特征在于所述步驟41確定對(duì)葉片覆冰有影響的多個(gè)指標(biāo)因素中所述多個(gè)指標(biāo)因素為冰凍氣象條件以及與冰凍天氣相關(guān)的氣象要素，所述冰凍氣象條件包括雨凇、霧凇及雨霧混合淞，所述與冰凍天氣相關(guān)的氣象要素包括氣溫、相對(duì)濕度和風(fēng)速。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰狀態(tài)預(yù)測(cè)方法，其特征在于所述方法還包括：

步驟6，在預(yù)測(cè)所述風(fēng)機(jī)葉片覆冰產(chǎn)生時(shí)，結(jié)合所述產(chǎn)生的時(shí)間段內(nèi)所述風(fēng)機(jī)葉片的實(shí)際出力數(shù)據(jù)，對(duì)覆冰程度進(jìn)行具體劃分，并且計(jì)算不同程度的覆冰情況對(duì)所述風(fēng)機(jī)葉片的實(shí)際出力的影響系數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)葉片覆冰狀態(tài)預(yù)測(cè)方法，其特征在于所述對(duì)覆冰程度進(jìn)行具體劃分包括通過(guò)模糊聚類分析、粒子群優(yōu)化的方法，預(yù)測(cè)冰凍發(fā)生的程度，以及對(duì)應(yīng)冰凍程度下的葉片出力的功率修正系數(shù)。