本发明专利技术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；本发明专利技术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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及风电
，特别是设及一种用于风场级别的风机结冰检测方法和 装置。
技术介绍
我国幅员迂阔，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 溫度在冰点W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 W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。
技术实现思路
本专利技术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，W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，本专利技术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赌与风场中总体风机的平均模糊赌来进行结冰检测。 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、采集环境溫度，若所述环境溫度高于冰点时，继 续进行步骤A操作；若所述环境溫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赌和风场中总体风机的平均模糊赌；步骤 C、若所述单个风机的模糊赌与风场中总体风机的平均模糊赌存在明显异常，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、奖距角和机舱X、 y、Z=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赌和风场中总体风机的平均模糊赌的具体计算过程如下： 阳〇1引W设向量又二权.1，与2,...,与s}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W区分不同采集时刻；它的每一个元素Xk从二1~移)表示为 文k=(技'Ux/fc)/n，其中n表示风场内风机总数量鹿义时间序列Li=找…X。，…，Xi。。} 为第i台风机在150秒时间内按上述方法获得的数据集，L=巧1，交2,…，日〇}为风场内 全部风机在150秒时间内的平均数据集； (2)定义数据集中任意两个不同元素，例如寒^与之间的距离为二者之差的 无穷范数：打.=I睽谢^Xnlloo二max|]丈W-无口J}; 做采用指数函数定义Iw与私的相似度，Dm,n= 6邱 (4)定义函数日二S挡化.iU：〇l,Tx訂n公m.njA49./巧化 (5)在时间序列中去掉第一个时刻采集的数据，增加下一时刻采集数据，对于 I：二巧1，又2，…，又!.50)，表巧为L=巧2,又3,...,又151)，重复似~（4)的计算过程，可W 得到 >^2,151 =2：晋胆指。1,排!。擊)/149]/150; 做定义模糊赌为E=InAz,1日I-InAu加； (7)最后重复上述计算过程可W得到从初始时刻开始的一系列模糊赌的时间序 列。 一种用于风场级别的风机结冰检测装置，包括：数据采集模块，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；模糊赌计算模块，根据采集 到的环境溫度判断，若所述环境溫度高于冰点时，继续按照设定时间序列采集风机属性数 据并存储；若所述环境溫度低于或等于冰点时，根据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赌和风场中总体风机的平均模糊赌；模糊赌对比模块，若所述单 个风机的模糊赌与风场中总体风机的平均模糊赌存在明显异常，则生成结冰预警报告并提 示；若无明显异常，则继续按照设定时间序列采集风机属性数据及风速数据并存储。 进一步地，所述风机属性数据包括：风轮转速、电机转速、功率、奖距角和机舱X、 y、Z=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，所述模糊赌计算模块中，根据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赌和风场中总体风机的平均模糊赌的具体计算过程如下： 阳〇2引（1)设向量又J'二权'1，句2, '''，与8)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W区分不同采集时刻；它的每一个元素^从二1~瑣表示为 无k=巧]占1义心/'〇,其中n表示风场内风机总数量鹿义时间序列Li=找…X。，…，Xi。。} 为第i台风机在150秒时间内按上述方法获得的数据集，L=巧1，Xz,…，5^15。}为风场内 全部风机在150秒时间内的平均数据集； 似定义数据集中任意两个不同元素，例如Xw与冢《,之间的距离为二者之差的无 穷范数：做义用指数函数定义Xm与X打的相似度，Dm,n二exp，其中Std表不标准差； (4)定义函数 (5)在时间序列中去掉第一个时刻采集的数据，增加下一时刻采集数据，对于 它=孩1，亥2,'、.,1巧〇!:，表示为正二巧2,又3，'"，又151}，.重复似~（ 4)的计算过程，可^ 得亂阳02引 （6)定义模糊赌为E=InAza日I-InAu加； (7)最后重复上述计算过程可W得到从初始时刻开始的一系列模糊赌的时间序 列。 采用运样的设计后，本专利技术至少具有W下优点： 1、通过风机数据采集接口来采集风机属性数据及风速数据并存储，无需增加额外 的硬件设备，减少风机运营的成本； 2、通过对采集数据进行模糊赌的计算，进而判断风机叶片是否结冰，能够实时监 测到叶片结冰情况，并进行报警提示，方便维护人员及时做出处理，从而增加风机的发电 量，提高风机运行的稳定性。【附图说明】 上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，W下 结合附图与【具体实施方式】对本专利技术作进一步的详细说明。 图1是本专利技术提供的一种用于风场级别的结冰检测方法的流程示意图。【具体实施方式】W35] 实施例一 本专利技术提供了一种用于风场级别的风机结冰检测方法，本专利技术通过对比单个风机 的模糊赌与风场中整体风机的平均模糊赌来进行结冰检测。 具体如图1所示，一种用于风场级别的风机结冰检测方法，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； 优选的，所述风机属性数据包括：风机的风轮转速、电机转速、功率、奖距角和机舱 X、y、Z=个方向的振动数据。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于风场级别的风机结冰检测方法，其特征在于，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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠朋，纪国瑞，代海涛，冯建，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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