[发明专利]一种用于风场级别的风机结冰检测方法和装置

说明书

本发明是有关于一种用于风场级别的风机结冰检测方法和装置，该方法通过对比单个风机的模糊熵与风场中总体风机的平均模糊熵来进行结冰检测，包括：A、通过数据采集接口按照设定时间序列采集风机属性数据及风速数据并存储；B、若所述环境温度高于冰点时，继续进行A操作；若所述环境温度低于或等于冰点时，根据A所述的风机属性及风速数据计算单个风机的模糊熵和总体风机的平均模糊熵；C、若存在明显异常，则生成结冰预警报告并提示；若无明显异常，则返回A；所述装置与方法对应；本发明提供的结冰检测方法和装置可以在不增加额外硬件的情况下，对产生结冰故障的风机叶片进行结冰报警提示，从而减少风机的运营成本，增加发电量，且提高运行稳定性。

技术领域

本发明涉及风电技术领域，特别是涉及一种用于风场级别的风机结冰检测方法和装置。

背景技术

我国幅员辽阔，气候条件多变，风机通常会安装在气候条件允许结冰的地区。当风机叶片表面结冰时，会引起风机一系列问题。首先，由于风机叶片重量的增加，会影响风机的功率曲线，使风机的输出功率降低。其次，由于各个风机叶片结冰位置并不对称，会导致部件的应力增加，增加风机的载荷负担，引起机舱的振动等不利情况。

现有的针对结冰检测的典型情况下，都需要对风机增加额外附件，如传感器，压电转换器等类似装置。对附件硬件的需求增加了风机的安装与运营成本。另外，对于年平均温度在冰点以上的地理区域，与检测结冰相关联的附加成本会阻碍风机的运营。

由此可见，上述现有的风机结冰检测方法和装置，显然仍存在诸多缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种在不增加额外硬件的情况下，对产生结冰故障的风机叶片进行结冰报警提示，从而减少风机的运营成本，增加其发电量，提高运行稳定性的结冰检测方法和装置，实属当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于风场级别的风机结冰检测方法和装置，使其能够在不增加额外的硬件的情况下，对产生结冰故障的风机叶片进行结冰预警提示，从而减少风机运营的成本，增加风机的发电量，提高风机运行的稳定性，以克服现有的风机叶片因结冰导致风机输出功率降低、载荷负担大、运营成本高的不足。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于风场级别的风机结冰检测方法，通过对比单个风机的模糊熵与风场中总体风机的平均模糊熵来进行结冰检测。

进一步地，包括如下步骤：步骤A、通过风机数据采集接口按照设定时间序列采集风机属性数据及风速数据并存储；步骤B、采集环境温度，若所述环境温度高于冰点时，继续进行步骤A操作；若所述环境温度低于或等于冰点时，根据步骤A所述的风机属性数据及风速数据计算当前时间序列的单个风机的模糊熵和风场中总体风机的平均模糊熵；步骤C、若所述单个风机的模糊熵与风场中总体风机的平均模糊熵存在明显异常，则生成结冰预警报告并提示；若无明显异常，则返回步骤A。

进一步地，所述风机属性数据包括：风轮转速、电机转速、功率、桨距角和机舱x、y、z三个方向的振动数据。

进一步地，所述风机属性数据分别为10分钟的平均数据，所述风速数据为10分钟的平均数据。

进一步地，所述设定时间序列按间隔1秒钟计算。

进一步地，所述步骤B中，根据步骤A所述的风机属性数据及风速数据计算当前时间序列的单个风机的模糊熵和风场中总体风机的平均模糊熵的具体计算过程如下：

(1)设向量为风场内全部风机某时刻所采集的数据集的平均值，其中j为时间编号用以区分不同采集时刻；它的每一个元素表示为其中n表示风场内风机总数量；定义时间序列L_i＝{X_i1，X_i2，…，X_i150}为第i台风机在150秒时间内按上述方法获得的数据集，为风场内全部风机在150秒时间内的平均数据集；