风机风险预警方法、装置及终端设备与流程

本申请涉及风电机组风险预警，具体地涉及一种风机风险预警方法、一种风机风险预警装置及一种终端设备。

背景技术：

1、由于清洁能源的快速发展，风力发电机在电力系统中的比重逐渐增加。由于风机具有大型化、轻量化的特点，因此风机的安全性与风速的变化密切相关，因此精细化的分析真实风速的变化对风机机位处的风资源影响对于风机的安全评估及风险预警具有重要意义。

2、申请内容

3、本申请实施例的目的是提供一种风机风险预警方法、装置及终端设备，以解决上述问题。

4、为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种风机风险预警方法，包括：

5、以预设采样频率获取目标风电机组在预设时间段内的第一运行数据及对应的第一风况数据；

6、依据得到的第一运行数据及第一风况数据确定所述目标风电机组在所述预设时间段内对应的危险风况数据；

7、依据待监测风电场的地形数据及待监测风电机组的位置数据建立待监测风电场的三维模型，以所述危险风况数据为边界条件对所述待监测风电场的三维模型进行仿真模拟，确定所述待监测风电场中各待监测风电机组的第二风况数据；

8、确定满足预设条件的第二风况数据对应的待监测风电机组为风险风电机组。

9、可选地，所述第一运行数据包括：

10、所述目标风电机组的桨距角、发电机转速、风轮转速、电磁转矩、机舱前后振动加速度及机舱左右振动值中的一者或多者；

11、所述第一风况数据包括风速及风向。

12、可选地，所述采样频率为秒/次；依据得到的第一运行数据及第一风况数据确定所述目标风电机组在所述预设时间段内对应的危险风况数据，包括：

13、确定不同的时间窗口；

14、依据不同的时间窗口下的风速计算当前时间窗口对应的第一阵风系数及第一湍流值；

15、确定第一阵风系数达到第一阵风系数阈值，且第一湍流值达到第一湍流值阈值的时间窗口对应的风速为第一初始危险风况数据；

16、依据所有第一初始危险风况数据对应的风向确定所有第一初始危险风况数据对应的风向趋势，确定对应风向满足所述风向趋势的第一初始危险风况数据为第二初始危险风况数据；

17、在确定得到的第二初始危险风况数据对应的第一运行数据异常的情况下，确定该第二初始危险风况数据为所述目标风电机组在所述预设时间段内对应的危险风况数据。

18、可选地，依据得到的第一运行数据及第一风况数据确定所述目标风电机组在所述预设时间段内对应的危险风况数据之后，所述方法还包括：

19、将得到的危险风况数据进行数据简化处理后，对经数据简化处理后的危险风况数据进行数据拟合，得到危险风况数据对应的风速拟合曲线。

20、可选地，确定得到的第二初始危险风况数据对应的第一运行数据异常，包括：

21、所述目标风电机组的桨距角变化达到桨距角变化阈值、发电机转速变化达到发电机转速变化阈值、风轮转速变化达到风轮转速变化阈值、电磁转矩变化达到电磁转矩变化阈值、机舱前后振动加速度达到振动加速度阈值或机舱左右振动值达到振动值阈值。

22、可选地，将得到的危险风况数据进行数据简化处理，包括：

23、将得到的危险风况数据按采集时刻依次排列并均分为n个危险风况数据段；

24、确定每一危险风况数据段中所有风速的风速均值，得到包括n个风速均值的简化处理后的危险风况数据。

25、可选地，以所述危险风况数据为边界条件对所述待监测风电场的三维模型进行仿真模拟，确定所述待监测风电场中各待监测风电机组的第二风况数据，包括：

26、以所述危险风况数据为边界条件对所述待监测风电场的三维模型进行仿真模拟，得到所述待监测风电场中各待监测风电机组的模拟风速曲线，所述模拟风速曲线为待监测风电机组对应风速随时间变化的曲线；

27、依据得到的模拟风速曲线确定各待监测风电机组的第二阵风系数及第二湍流值；

28、所述预设条件包括：

29、待监测风电机组的第二阵风系数与第二湍流值之和达到风险阈值。

30、可选地，确定满足预设条件的第二风况数据对应的待监测风电机组为风险风电机组之后，所述方法还包括：

31、获取当前风险风电机组对应的模拟风速曲线，在确定当前风险风电机组对应的模拟风速曲线存在异常风速波动的情况下，确定所述预设时间段内的所有第一风况数据存在异常风速波动的次数；

32、在确定所述预设时间段内的所有第一风况数据存在异常风速波动的次数达到异常风速波动阈值的情况下，确定当前风险风电机组为最终的风险风电机组；

33、所述异常风速波动包括：

34、风速在预设时间间隔内的波动值达到波动阈值。

35、本申请第二方面，提供一种风机风险预警装置，其特征在于，包括：

36、数据获取模块，被配置为以预设采样频率获取目标风电机组在预设时间段内的第一运行数据及对应的第一风况数据；

37、危险风况数据计算模块，被配置为依据得到的第一运行数据及第一风况数据确定所述目标风电机组在所述预设时间段内对应的危险风况数据；

38、仿真模拟模块，被配置为依据待监测风电场的地形数据及待监测风电机组的位置数据建立待监测风电场的三维模型，以所述危险风况数据为边界条件对所述待监测风电场的三维模型进行仿真模拟，确定所述待监测风电场中各待监测风电机组的第二风况数据；

39、风险预警模块，被配置为确定满足预设条件的第二风况数据对应的待监测风电机组为风险风电机组。

40、本申请第三方面，提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的风机风险预警方法。

41、本申请提供的实施方式具有以下有益效果：

42、本申请通过获取风电机组的实际运行数据及风况数据确定危险风况数据，以得到的危险风况数据为边界条件，对预先构建风电场的三维模型进行仿真模拟得到待监测风电机组的模拟风况数据，基于得到的模拟风况数据确定风电机组是否存在安全风险，从而能够精确预测真实风速变化对风机机位的风资源影响，实现对风机机位安全风险的预警。

43、本申请实施例或实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术实现思路

技术特征：

1.一种风机风险预警方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的风机风险预警方法，其特征在于，所述第一运行数据包括：

3.根据权利要求2所述的风机风险预警方法，其特征在于，所述采样频率为秒/次；依据得到的第一运行数据及第一风况数据确定所述目标风电机组在所述预设时间段内对应的危险风况数据，包括：

4.根据权利要求3所述的风机风险预警方法，其特征在于，依据得到的第一运行数据及第一风况数据确定所述目标风电机组在所述预设时间段内对应的危险风况数据之后，所述方法还包括：

5.根据权利要求3所述的风机风险预警方法，其特征在于，确定得到的第二初始危险风况数据对应的第一运行数据异常，包括：

6.根据权利要求4所述的风机风险预警方法，其特征在于，将得到的危险风况数据进行数据简化处理，包括：

7.根据权利要求6所述的风机风险预警方法，其特征在于，以所述危险风况数据为边界条件对所述待监测风电场的三维模型进行仿真模拟，确定所述待监测风电场中各待监测风电机组的第二风况数据，包括：

8.根据权利要求7所述的风机风险预警方法，其特征在于，确定满足预设条件的第二风况数据对应的待监测风电机组为风险风电机组之后，所述方法还包括：

9.一种风机风险预警装置，其特征在于，包括：

10.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～8中任一项权利要求所述的风机风险预警方法。

技术总结
本申请提供了一种风机风险预警方法、装置及终端设备，涉及风电机组风险预警技术领域，方法包括：以预设采样频率获取目标风电机组在预设时间段内的第一运行数据及对应的第一风况数据；依据得到的第一运行数据及第一风况数据确定目标风电机组在预设时间段内对应的危险风况数据；依据待监测风电场的地形数据及待监测风电机组的位置数据建立待监测风电场的三维模型，以危险风况数据为边界条件对待监测风电场的三维模型进行仿真模拟，确定待监测风电场中各待监测风电机组的第二风况数据；确定满足预设条件的第二风况数据对应的待监测风电机组为风险风电机组。本申请能够精确预测真实风速变化对风机机位的风资源影响，实现对风机机位安全风险的预警。

技术研发人员：王兴宇,张亦澄,袁飞,夏德喜,汪正军
受保护的技术使用者：国电联合动力技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14