[发明专利]用于风力发电机组的控制装置和方法

说明书

提供了一种用于风力发电机组的控制装置和方法。所述装置包括：数据获取单元，被配置为获取风力发电机组的历史运行数据，其中，所述历史运行数据包括多个样本，每个样本的属性包括：指示风力发电机组的主轴轴承温度的温度属性、指示风力发电机组的输出功率的输出功率属性、指示风力发电机组的环境温度的温度属性、以及指示风力发电机组的运行状态的状态属性；模型创建单元，被配置为使用历史运行数据创建预测模型；预测单元，被配置为基于所创建的预测模型，使用采集到的风力发电机组的当前运行数据对风力发电机组的状态进行预测，并基于预测结果来确定相应的控制策略。

技术领域

本申请总体涉及风电领域，更具体地讲，涉及一种用于风力发电机组的控制装置和方法。

背景技术

在风力发电机组的运转过程中，风力发电机组需要对主轴轴承和发电机的温度进行实时的监测，以确保主轴轴承和发电机处于设计温度范围之内，这样才可以确保风力发电机组在满足机组寿命的前提下的健康运行。

在现有技术中，通常是对发电机温度进行监控并采用发电机温度和温升来控制风力发电机组是否运行，从而确保主轴轴承和发电机始终处于设计温度范围之内，而忽略了对由于处于密闭环境导致散热条件更恶劣的主轴轴承的温度监控，这往往会导致主轴轴承温度较高，使得风力发电机组寿命达不到设计预期目标，也间接导致了风力发电机组后期的潜在维护成本偏高，影响风电场的收益。

此外，即使有些风力发电机组对主轴轴承温度进行了监测，也只是单一地基于温度传感器采集到的数据进行停机操作，而没有综合考虑地域、环境温度、风力发电机组的输出功率对停机的影响，也没有考虑主轴轴承不同部位的温度对停机的影响。

另一方面，传统停机方案是在检测到温度过高时进行停机操作。然而，由于风电厂所处的环境大多较为恶劣，经常受到极端天气的影响，所处位置也较为偏远，导致停机往往会持续很长时间，这直接影响到业主的经济效益。

发明内容

为了至少解决现有技术中的上述问题，本申请提供了一种用于风力发电机组的控制装置和方法，该方法能够通过对风力发电机组以往的历史运行数据的分析和学习，基于风力发电机组的当前运行状态来对风力发电机组的状态进行预测并制定相应的控制策略，由此能够减少停机时间，提高风电厂的经济收益。

根据本发明的示例性实施例，提供一种用于风力发电机组的控制装置，所述装置包括：数据获取单元，被配置为获取风力发电机组的历史运行数据，其中，所述历史运行数据包括多个样本，并且每个样本的属性包括：指示风力发电机组的主轴轴承温度的温度属性、指示风力发电机组的输出功率的输出功率属性、指示风力发电机组的环境温度的温度属性以及指示风力发电机组的运行状态的状态属性；模型创建单元，被配置为使用历史运行数据创建预测模型；以及预测单元，被配置为基于所创建的预测模型，使用采集到的风力发电机组的当前运行数据对风力发电机组的状态进行预测，并基于预测结果来确定相应的控制策略。

可选地，指示风力发电机组的主轴轴承温度的温度属性可包括以下温度属性中的至少一个：指示风力发电机组的前端轴承内圈温度的第一温度属性、指示风力发电机组的前端轴承外圈温度的第二温度属性、指示风力发电机组的后端轴承内圈温度的第三温度属性、指示风力发电机组的后端轴承外圈温度的第四温度属性以及指示主轴轴承上的油脂温度的第五温度属性。

可选地，所述装置还可包括：数据预处理单元，被配置为对数据获取单元获取的历史运行数据进行预处理，并且模型创建单元可使用经过预处理的历史运行数据创建预测模型。所述数据预处理单元可包括：数据清洗模块，被配置为对获取的历史运行数据进行数据清洗处理以剔除历史运行数据的样本中的奇异项；数据序列化模块，被配置为对经过数据清洗处理的的历史运行数据进行序列化，以获取对应的M×N维的矩阵，其中，M表示历史运行数据的样本的总数，N表示历史运行数据的每个样本的属性的数量；数据归一化模块，被配置为对所述M×N维的矩阵中的与每个属性的相关的数据值进行归一化处理。