[發明專利]一種風電場風機葉片覆冰狀態預測方法

在審

• 申請號: 202111528007.7
• 申請日: 2021-12-14
• 公開（公告）號: CN114439706A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 杜忠明;劉世宇;王茜;陳俊杰;王爽;蔡琛
• 申請（專利權）人: 電力規劃總院有限公司
• 主分類號: F03D80/40
• 分類號: F03D80/40;F03D17/00;F03D80/00
• 代理公司: 北京中南長風知識產權代理事務所(普通合伙) 11674
• 代理人: 穆麗紅

本發明公開了一種風電場風機葉片覆冰狀態預測方法，包括：獲取風電場歷史運行數據和并網功率數據，對風電場歷史運行數據和并網功率數據進行數據預處理，剔除無效數據；計算并確定測風塔的第一時間段內風速、風向、溫度、濕度、壓力數據的時間序列，并網功率數據的時間序列，并將兩組數據按照時間取交集進行整合，作為風電場風機葉片覆冰狀態預測的歷史數據；獲取現場風電場風機葉片覆冰情況的歷史記錄；根據參考風電機組功率曲線，結合現場風電場風機葉片覆冰情況的歷史記錄，建立覆冰預測模型；根據覆冰預測模型，獲得風電場風機葉片發生覆冰的時間，并記錄狀態；若發生覆冰，則標記為1，否則標記為零。還公開了對應的系統、電子設備以及計算機可讀存儲介質。

技術領域

本發明涉及風電場設備監測與管理技術領域，尤其涉及一種風電場風機葉片覆冰狀態預測方法。

背景技術

風力發電資源利用率高，技術也比較成熟，隨著技術發展成本也在不斷下降，因此裝機容量答復提高，但是風力發電對氣象條件的變化非常敏感，具有一定程度的不穩定性。冬春季節氣候濕潤的地區，風機葉片覆冰稱為風電場無法正常運行發電的主要影響因素。葉片覆冰后，葉片氣動特性改變，機組動態載荷增加，會對風電場安全運行和效益產生負面影響。不同氣候環境、地形條件影響，風機葉片工作中會形成質地不同、形狀各異的覆冰，不同區域的風機葉片覆冰過程和特征存在很大差異，相應的除冰技術措施也不同。

此外，由于風電場的日常運行系統維護、電網限電計劃、數據采集設備故障等原因，會導致風電場的部分歷史運行數據并不能準確反映其對應時刻的實際發電能力。該部分數據會對風電場覆冰預測過程中準確標識場站的整體冰凍狀態造成很大干擾，從而影響風電場覆冰預測的準確性和覆冰預測模型的可靠性。

發明內容

為了解決現有技術中存在的問題，本發明提供了如下技術方案。

本發明一方面提供了一種風電場風機葉片覆冰狀態預測方法，包括：

步驟1，獲取風電場歷史運行數據和并網功率數據，對風電場歷史運行數據和所述并網功率數據進行數據預處理，剔除無效數據；

步驟2，計算并確定測風塔的第一時間段內風速、風向、溫度、濕度、壓力數據的時間序列，并網功率數據的時間序列，并將兩組數據按照時間取交集進行整合，作為風電場風機葉片覆冰狀態預測的歷史數據；

步驟3，獲取現場風電場風機葉片覆冰情況的歷史記錄；

步驟4，根據參考風電機組功率曲線，結合所述現場風電場風機葉片覆冰情況的歷史記錄，建立覆冰預測模型；

步驟5，根據所述覆冰預測模型，獲得所述風電場風機葉片發生覆冰的時間，并記錄狀態；若發生覆冰，則標記為1，否則標記為零。

優選的，所述剔除無效數據包括：

(1)剔除風機定檢維護時段的數據；

(2)剔除風機各種因素造成的停機數據，包括故障停機、手動關機等；

(3)剔除異常因素造成的數據損壞，包括通信中斷、SCADA系統故障等；

(4)剔除電網限電原因造成的降功率運行數據。

優選的，所述第一時間段為15分鐘。

優選的，所述步驟4根據參考風電機組功率曲線，結合所述現場風電場風機葉片覆冰情況的歷史記錄，建立覆冰預測模型，包括：

步驟41，確定對葉片覆冰有影響的多個指標因素；

步驟42，根據灰色關聯分析，定量計算所述多個指標因素與所述風機葉片覆冰程度的關聯度的數值，確定影響葉片覆冰因素的重要程度，通過所述灰色關聯分析，將對所述風機葉片覆冰有影響的所述多個指標因素按照影響程度從大到小的順序進行排列，并所述關聯度的數值選取建立所述葉片覆冰預測模型采用的參數；