一種用于風(fēng)場級別的風(fēng)機(jī)結(jié)冰檢測方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，特別是設(shè)及一種用于風(fēng)場級別的風(fēng)機(jī)結(jié)冰檢測方法和 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國幅員迂闊，氣候條件多變，風(fēng)機(jī)通常會安裝在氣候條件允許結(jié)冰的地區(qū)。當(dāng)風(fēng) 機(jī)葉片表面結(jié)冰時(shí)，會引起風(fēng)機(jī)一系列問題。首先，由于風(fēng)機(jī)葉片重量的增加，會影響風(fēng)機(jī) 的功率曲線，使風(fēng)機(jī)的輸出功率降低。其次，由于各個(gè)風(fēng)機(jī)葉片結(jié)冰位置并不對稱，會導(dǎo)致 部件的應(yīng)力增加，增加風(fēng)機(jī)的載荷負(fù)擔(dān)，引起機(jī)艙的振動(dòng)等不利情況。
[0003] 現(xiàn)有的針對結(jié)冰檢測的典型情況下，都需要對風(fēng)機(jī)增加額外附件，如傳感器，壓電 轉(zhuǎn)換器等類似裝置。對附件硬件的需求增加了風(fēng)機(jī)的安裝與運(yùn)營成本。另外，對于年平均 溫度在冰點(diǎn)W上的地理區(qū)域，與檢測結(jié)冰相關(guān)聯(lián)的附加成本會阻礙風(fēng)機(jī)的運(yùn)營。
[0004] 由此可見，上述現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)結(jié)冰檢測方法和裝置，顯然仍存在諸多缺陷，而亟待加 W進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)設(shè)一種在不增加額外硬件的情況下，對產(chǎn)生結(jié)冰故障的風(fēng)機(jī)葉片 進(jìn)行結(jié)冰報(bào)警提示，從而減少風(fēng)機(jī)的運(yùn)營成本，增加其發(fā)電量，提高運(yùn)行穩(wěn)定性的結(jié)冰檢測 方法和裝置，實(shí)屬當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于風(fēng)場級別的風(fēng)機(jī)結(jié)冰檢測方法和裝置， 使其能夠在不增加額外的硬件的情況下，對產(chǎn)生結(jié)冰故障的風(fēng)機(jī)葉片進(jìn)行結(jié)冰預(yù)警提示， 從而減少風(fēng)機(jī)運(yùn)營的成本，增加風(fēng)機(jī)的發(fā)電量，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，W克服現(xiàn)有的風(fēng)機(jī) 葉片因結(jié)冰導(dǎo)致風(fēng)機(jī)輸出功率降低、載荷負(fù)擔(dān)大、運(yùn)營成本高的不足。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于風(fēng)場級別的風(fēng)機(jī)結(jié)冰檢測方法，通 過對比單個(gè)風(fēng)機(jī)的模糊賭與風(fēng)場中總體風(fēng)機(jī)的平均模糊賭來進(jìn)行結(jié)冰檢測。
[0007] 進(jìn)一步地，包括如下步驟：步驟A、通過風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集接口按照設(shè)定時(shí)間序列采集 風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)及風(fēng)速數(shù)據(jù)并存儲；步驟B、采集環(huán)境溫度，若所述環(huán)境溫度高于冰點(diǎn)時(shí)，繼 續(xù)進(jìn)行步驟A操作；若所述環(huán)境溫度低于或等于冰點(diǎn)時(shí)，根據(jù)步驟A所述的風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù) 及風(fēng)速數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間序列的單個(gè)風(fēng)機(jī)的模糊賭和風(fēng)場中總體風(fēng)機(jī)的平均模糊賭；步驟 C、若所述單個(gè)風(fēng)機(jī)的模糊賭與風(fēng)場中總體風(fēng)機(jī)的平均模糊賭存在明顯異常，則生成結(jié)冰預(yù) 警報(bào)告并提示；若無明顯異常，則返回步驟A。
[0008] 進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)包括：風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)速、功率、獎(jiǎng)距角和機(jī)艙X、 y、Z=個(gè)方向的振動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0009] 進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)分別為10分鐘的平均數(shù)據(jù)，所述風(fēng)速數(shù)據(jù)為10分鐘 的平均數(shù)據(jù)。
[0010] 進(jìn)一步地，所述設(shè)定時(shí)間序列按間隔1秒鐘計(jì)算。
[0011] 進(jìn)一步地，所述步驟B中，根據(jù)步驟A所述的風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)及風(fēng)速數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)前時(shí) 間序列的單個(gè)風(fēng)機(jī)的模糊賭和風(fēng)場中總體風(fēng)機(jī)的平均模糊賭的具體計(jì)算過程如下： 陽〇1引W設(shè)向量又二權(quán).1，與2,...,與s}為風(fēng)場內(nèi)全部風(fēng)機(jī)某時(shí)刻所采集的數(shù)據(jù)集的 平均值，其中j為時(shí)間編號用W區(qū)分不同采集時(shí)刻；它的每一個(gè)元素Xk從二1~移)表示為 文k=(技'Ux/fc)/n，其中n表示風(fēng)場內(nèi)風(fēng)機(jī)總數(shù)量鹿義時(shí)間序列Li=找…X。，…，Xi。。} 為第i臺風(fēng)機(jī)在150秒時(shí)間內(nèi)按上述方法獲得的數(shù)據(jù)集，L=巧1，交2,…，日〇}為風(fēng)場內(nèi) 全部風(fēng)機(jī)在150秒時(shí)間內(nèi)的平均數(shù)據(jù)集；
[0013] (2)定義數(shù)據(jù)集中任意兩個(gè)不同元素，例如寒^與之間的距離為二者之差的 無窮范數(shù)：打.=I睽謝^Xnlloo二max|]丈W-無口J};
[0014] 做采用指數(shù)函數(shù)定義Iw與私的相似度，Dm,n= 6邱[-(5m,n)70.IStdL其中Std 表示標(biāo)準(zhǔn)差； |；0015] (4)定義函數(shù)日二S擋化.iU：〇l,Tx訂n公m.njA49./巧化
[0016] (5)在時(shí)間序列中去掉第一個(gè)時(shí)刻采集的數(shù)據(jù)，增加下一時(shí)刻采集數(shù)據(jù)，對于 I：二巧1，又2，…，又!.50)，表巧為L=巧2,又3,...,又151)，重復(fù)似~（4)的計(jì)算過程，可W 得到 >^2,151 =2：晉膽指。1,排!。擊)/149]/150;
[0017] 做定義模糊賭為E=InAz,1日I-InAu加；
[0018] (7)最后重復(fù)上述計(jì)算過程可W得到從初始時(shí)刻開始的一系列模糊賭的時(shí)間序 列。
[0019] 一種用于風(fēng)場級別的風(fēng)機(jī)結(jié)冰檢測裝置，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，通過風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集 接口按照設(shè)定時(shí)間序列采集風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)及風(fēng)速數(shù)據(jù)并存儲；模糊賭計(jì)算模塊，根據(jù)采集 到的環(huán)境溫度判斷，若所述環(huán)境溫度高于冰點(diǎn)時(shí)，繼續(xù)按照設(shè)定時(shí)間序列采集風(fēng)機(jī)屬性數(shù) 據(jù)并存儲；若所述環(huán)境溫度低于或等于冰點(diǎn)時(shí)，根據(jù)風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)及風(fēng)速數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)前時(shí) 間序列的單個(gè)風(fēng)機(jī)的模糊賭和風(fēng)場中總體風(fēng)機(jī)的平均模糊賭；模糊賭對比模塊，若所述單 個(gè)風(fēng)機(jī)的模糊賭與風(fēng)場中總體風(fēng)機(jī)的平均模糊賭存在明顯異常，則生成結(jié)冰預(yù)警報(bào)告并提 示；若無明顯異常，則繼續(xù)按照設(shè)定時(shí)間序列采集風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)及風(fēng)速數(shù)據(jù)并存儲。
[0020] 進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)包括：風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)速、功率、獎(jiǎng)距角和機(jī)艙X、 y、Z=個(gè)方向的振動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0021] 進(jìn)一步地，所述風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)分別為10分鐘的平均數(shù)據(jù)，所述風(fēng)速數(shù)據(jù)為10分鐘 的平均數(shù)據(jù)。
[0022] 進(jìn)一步地，所述模糊賭計(jì)算模塊中，根據(jù)風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)及風(fēng)速數(shù)據(jù)計(jì)算當(dāng)前時(shí)間 序列的單個(gè)風(fēng)機(jī)的模糊賭和風(fēng)場中總體風(fēng)機(jī)的平均模糊賭的具體計(jì)算過程如下： 陽〇2引（1)設(shè)向量又J'二權(quán)'1，句2, '''，與8)為風(fēng)場內(nèi)全部風(fēng)機(jī)某時(shí)刻所采集的數(shù)據(jù)集的 平均值，其中j為時(shí)間編號用W區(qū)分不同采集時(shí)刻；它的每一個(gè)元素^從二1~瑣表示為 無k=巧]占1義心/'〇,其中n表示風(fēng)場內(nèi)風(fēng)機(jī)總數(shù)量鹿義時(shí)間序列Li=找…X。，…，Xi。。} 為第i臺風(fēng)機(jī)在150秒時(shí)間內(nèi)按上述方法獲得的數(shù)據(jù)集，L=巧1，Xz,…，5^15。}為風(fēng)場內(nèi) 全部風(fēng)機(jī)在150秒時(shí)間內(nèi)的平均數(shù)據(jù)集；
[0024] 似定義數(shù)據(jù)集中任意兩個(gè)不同元素，例如Xw與?！?之間的距離為二者之差的無 窮范數(shù)：
[00巧]做義用指數(shù)函數(shù)定義Xm與X打的相似度，Dm,n二exp[-(Sm,n) 2/0.IStd]，其中Std表不標(biāo)準(zhǔn)差；
[0026] (4)定義函數(shù)
[0027] (5)在時(shí)間序列中去掉第一個(gè)時(shí)刻采集的數(shù)據(jù)，增加下一時(shí)刻采集數(shù)據(jù)，對于 它=孩1，亥2,'、.,1巧〇!:，表示為正二巧2,又3，'"，又151}，.重復(fù)似~（ 4)的計(jì)算過程，可^ 得亂
陽02引 （6)定義模糊賭為E=InAza日I-InAu加；
[0029] (7)最后重復(fù)上述計(jì)算過程可W得到從初始時(shí)刻開始的一系列模糊賭的時(shí)間序 列。
[0030] 采用運(yùn)樣的設(shè)計(jì)后，本發(fā)明至少具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0031] 1、通過風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集接口來采集風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)及風(fēng)速數(shù)據(jù)并存儲，無需增加額外 的硬件設(shè)備，減少風(fēng)機(jī)運(yùn)營的成本；
[0032] 2、通過對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行模糊賭的計(jì)算，進(jìn)而判斷風(fēng)機(jī)葉片是否結(jié)冰，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān) 測到葉片結(jié)冰情況，并進(jìn)行報(bào)警提示，方便維護(hù)人員及時(shí)做出處理，從而增加風(fēng)機(jī)的發(fā)電 量，提高風(fēng)機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0033] 上述僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，W下 結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0034] 圖1是本發(fā)明提供的一種用于風(fēng)場級別的結(jié)冰檢測方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】W35] 實(shí)施例一
[0036] 本發(fā)明提供了一種用于風(fēng)場級別的風(fēng)機(jī)結(jié)冰檢測方法，本發(fā)明通過對比單個(gè)風(fēng)機(jī) 的模糊賭與風(fēng)場中整體風(fēng)機(jī)的平均模糊賭來進(jìn)行結(jié)冰檢測。
[0037] 具體如圖1所示，一種用于風(fēng)場級別的風(fēng)機(jī)結(jié)冰檢測方法，包括如下步驟：
[0038] 步驟A、通過風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集接口按照設(shè)定時(shí)間序列采集風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)及風(fēng)速數(shù)據(jù) 并存儲；
[0039] 優(yōu)選的，所述風(fēng)機(jī)屬性數(shù)據(jù)包括：風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、電機(jī)轉(zhuǎn)速、功率、獎(jiǎng)距角和機(jī)艙 X、y、Z=個(gè)方向的振動(dòng)數(shù)據(jù)。 W40] 例如，通過風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)端傳輸接口按間隔1秒鐘的時(shí)間序列進(jìn)行采集如下數(shù)據(jù)：風(fēng) 場內(nèi)所有風(fēng)機(jī)10分鐘平均風(fēng)輪轉(zhuǎn)速、10分鐘平均電機(jī)轉(zhuǎn)速、10分鐘平均功率、10分鐘平均 風(fēng)速、當(dāng)前獎(jiǎng)距角W及機(jī)艙X、y、Z=個(gè)方向的振動(dòng)。 陽OW 設(shè)向量X。=Ix…，XifJ為某臺風(fēng)機(jī)某時(shí)刻所采集的數(shù)據(jù)集，其中i表示風(fēng) 機(jī)的編號，j為時(shí)間編號用W區(qū)分不同采集時(shí)刻，Xii,Xw…，XiS分別表示10分鐘平均風(fēng)輪 轉(zhuǎn)速、10分鐘平均電機(jī)轉(zhuǎn)速、10分鐘平均功率、10分鐘平均風(fēng)速、當(dāng)前獎(jiǎng)距角W及機(jī)艙x、y、 Z立個(gè)方向的振動(dòng)。
[0042] 步驟B、采集環(huán)境溫度，若所述環(huán)境溫度高于冰點(diǎn)時(shí)，繼續(xù)進(jìn)行步驟A操作；當(dāng)所述 環(huán)境溫度低于或等于冰點(diǎn)時(shí)，根據(jù)步驟A所述的采集屬性數(shù)據(jù)計(jì)算單個(gè)風(fēng)機(jī)的模糊賭和總 體風(fēng)機(jī)的平均模糊賭；具體計(jì)算過程如下： 陽0創(chuàng) （1)設(shè)向量又/二（無/1,丈'/2,…,無巧}為風(fēng)場內(nèi)全部風(fēng)機(jī)某時(shí)刻所采集的數(shù)據(jù)集的 平均值，其中j為時(shí)間編號用W區(qū)分不同采集時(shí)刻。它的每一個(gè)元素：?(/^二1~8:)可^表 示為文？C二QXi^)/n.，其中n表示風(fēng)場內(nèi)風(fēng)機(jī)總數(shù)量。定義時(shí)間序列Li=找。，X。，…， Xii5〇}為第1臺風(fēng)機(jī)在150秒時(shí)間內(nèi)按上述方法獲得的數(shù)據(jù)集，[二