风电场光影评估方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种风电场光影评估方法、装置和系统，该方法包括：获取风电场的气象信息；根据风电场的气象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影。该方法根据风电场的气象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影，结合风电场的综合气象信息对光影闪变效应的判断结果更加准确，可信度更高，有利于后续进一步评估光影闪变效应的影响范围及降低光影闪变效应对周边潜在对象的不良影响。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力发电
，特别地涉一种风电场光影评估方法、装置和系统。
技术介绍
随着传统能源的枯竭，社会经济的持续发展，可再生资源变得尤为重要，其中风能为重要的组成部分，而风力发电为其利用的主要手段。随着风电的大规模开发，风电场与居民区的距离越来越近，而对居民的生活产生影响，其中光影闪变效应会对人们的生活产生不利的影响。光影闪变效应：当风力发电机组的叶片处在太阳和观察者之间时，由于叶片的不停旋转，叶片所产生的光影也不断地在观察者所处的位置闪过，这种现象称为光影闪变效应。风力发电机组旋转叶片产生的光影闪变光强度足以穿透眼睑，可能导致光敏癫痫的发作。当光影闪变频率达到一定值时，会造成观察者烦闷和精神压力，对身心健康造成负面影响。此外，光影闪变效应还可能产生安全风险，例如使汽车驾驶员分神，增大了交通事故发生的风险。有鉴于此，业界需要针对风电场光影的自动化准确评估及控制手段，以便于进一步评估、研究和削弱潜在光影闪变产生的不利影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种风电场光影评估方法、装置及系统，以自动准确评估风电场光影的产生条件，为后续进步一评估光影闪变效应是否产生及控制削减光影闪变效应提供基础依据。为达上述目的，一方面提供一种风电场光影评估方法，其包括：获取风电场的气象信息；根据风电场的气象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影。为达上述目的，另一方面提供一种风电场光影评估装置，其包括：第一实时获取模块，用于获取风电场的气象信息；光影产生条件识别模块，用于根据风电场的气象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影。为达上述目的，又一方面提供一种风电场光影评估系统，设置于风电场中，与风电场内的各风电机组连接，包括：风电场气象信息数据采集装置和根据前述的风电场光影评估装置，所述风电场气象信息数据采集装置采集风电场的光照强度、温度、湿度和大气压强。上述技术方案，根据风电场的气象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影，结合风电场的综合气象信息对光影是否产生的判断结果更加准确，可信度更高，有利于后续进一步评估光影闪变效应的影响范围及降低光影闪变效应对周边潜在对象的不良影响，促进风电场与居民和谐共存。附图说明图1为本专利技术实施例的一种风电场光影评估方法的整体流程图；图2为本专利技术实施例的一种风电场光影评估及控制方法的具体流程图；图3是本专利技术实施例的太阳位置示意图(h为仰角，z为天顶角，A为方位角)；图4是本专利技术实施例的光影闪变影响范围计算示意图；图5是本专利技术实施例的判断光影是否影响对象流程图；图6是本专利技术实施例的风电场光影评估装置的逻辑框图；图7是本专利技术实施例的风电场光影评估系统拓扑图。具体实施方式本专利技术技术方案的构思是：风电场光影评估及控制方法的操作对象为含有一台或多台风电机组的风电场。通过对风电场信息(例如：风电场内各风机的经纬度坐标、海拔、时区等地理信息以及风电机组的技术参数，如叶轮直径、轮毂高度、机舱外形尺寸等)输入的计算得到光影产生的范围、频率并判断是否对周边的潜在受影响对象产生影响。通过风电机组的控制策略(例如：进行偏航、降低叶轮转速等)降低光影闪变产生的不良影响。此外，借助风功率预测系统，对风电场未来24h光影闪变状况进行预测，并据此预测风电机组因光影闪变效应停机的时间，合理安排风电场运维计划，减少因光影闪变效应造成的经济损失。以下结合具体的附图对本专利技术的实施例的技术方案进行详细阐述：实施例一图1为本专利技术实施例的一种风电场光影评估方法的整体流程图。该方法的执行主体是设置于风电场中的风电场光影评估装置。如图1所示，该方法包括：步骤110：获取风电场的气象信息。具体地，风电场的气象信息包括但不限定于风电场的光照强度、温度、湿度、大气压强等。可以从设置于风电场内的气象信息采集设备实时地获取上述信息，这个气象信息采集设备集成配置有相应的压强传感器、光照度传感器、温度传感器、湿度传感器及风速仪等。或者也可以仅增设光照度传感器，其他的借助风电场已有的传感器。步骤120：根据风电场的气象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影。具体地，光影即光产生的阴影，光影主要包括由风电机组塔筒产生的固定光影及由旋转叶片产生的闪变光影。光影既可以是单台风电机组产生的，也可以是由多台风电机组产生的叠加光影。识别光影产生条件是将风电场的气象信息作为输入至训练好的数学模型，以产生光影模式识别结果(产生或不产生光影)，并作为后续进一步判断是否对风电场周边潜在对象构成光影闪变效应的基础条件。上述方法根据风电场的气象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影，由于是结合风电场的实时的综合性气象信息对光影闪变效应进行判断，相较于单一采用光照强度的方式，光影判断识别结果更加准确可信，通过光影模式识别的方式准确判断光影闪变效应产生的条件，有利于为后续进一步评估光影闪变效应的影响范围及降低光影闪变效应对周边潜在对象的不良影响提供准确依据。实施例二进一步地，上述步骤120可采用如下具体实现方式：根据日出时间和日落时间判断是否具备产生光影的初步条件；当具备初步条件时，将风电场的光照强度、温度、湿度和大气压强输入光影识别的数学模型，根据该数学模型的输出判断光影是否产生。该数学模型较佳地采用单高斯模型等。但不限于此，可用于天气状况模式识别的数学模型除单高斯模型外还可包括：以气象参数为输入以是否产生光影为输出的神经网络模型、对气象参数是否产生光影进行分类的聚类数学模型等。具体实施时，可以风电场的光照强度、温度、湿度和大气压强作为输入层元素，以是否产生光影为输出层元素，选取合适的神经网络结构，通过大量的历史数据训练，建立具有光影识别能力的神经网络识别模型。具体实施时，可将光影产生的判别归结为聚类问题，历史训练样本{x(1)…x(m)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场光影评估方法，其特征在于，包括：获取风电场的气象信息；根据风电场的气象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影。

【技术特征摘要】
1.一种风电场光影评估方法，其特征在于，包括：
获取风电场的气象信息；
根据风电场的气象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据风电场的气
象信息判断风电场内的风电机组是否产生光影包括：
根据日出时间和日落时间判断是否具备产生光影的初步条件；
当具备初步条件时，将风电场的光照强度、温度、湿度和大气压强
输入光影识别数学模型，根据所述光影识别数学模型的输出判断光影是
否产生。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光影识别数学模
型包括单高斯模型、神经网络模型或者聚类模型。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，还包括：
获取风电场地理信息、对象的位置信息、风电场内各风电机组的技
术参数以及实时运行数据；
根据风电场地理信息、风电场内各风电机组的技术参数和对象的位
置信息建立风电场坐标系；
当产生光影时，根据风电场内风电机组的实时运行数据包括的偏航
位置信息和风电机组的技术参数计算风电场内风电机组的实时光影影响
范围；
根据风电场坐标系判断所述实时光影影响范围是否到达所述对象。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据风电场坐标
系判断风电机组的实时光影影响范围是否到达所述对象，包括：
根据对象中心的相对坐标点与实时光影影响范围之间的最小距离以
及所述对象的范围，判断风电机组的实时光影影响范围是否到达所述对
象。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述实时运行数据还
包括风电机组的叶轮转速，所述方法还包括：根据对所述对象产生光影
影响的一台或多台风电机组的叶轮转速计算光影闪变频率。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：
判断光影闪变频率是否达到预设阈值，当实时光影影响范围到达所
述对象且光影闪变频率达到预设阈值时，确定对所述对象构成光影闪变

\t效应；
生成用于降低光影闪变效应的风电场控制策略，包括确定对所述对
象产生光影闪变效应影响的目标风电机组的偏航位置信息及叶轮转速；
将所述风电场控制策略发送给所述目标风电机组。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在生成用于降低光影
闪变效应的风电场控制策略之后，还包括：
从风功率预测系统获取预测的天气状况和预测风速；
根据预测的天气状况、预测风速和光影闪变效应影响时间段，判断
是否在光影闪变效应影响时间段对风电机组进行检修维护。
9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，从风电场内风电机组
获取由安装于所述风电机组上的卫星罗经仪和卫星共同定位的该风电机
组相对于正北方向的偏航位置信息。
10.一种风电场光影评估装置，其特征在于，包括：
第一实时获取模块，用于获取风电场的气象信息；
光影产生条件识别模块，用于根据风电场的气象信息判断风电场内
的风电机组是否产生光影。
11.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏飞，李健，王明辉，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11