基于CFD流场分析的可视化监控方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术属于风电信息监控技术领域，尤其涉及一种基于CFD流场分析的可视化监控方法、装置及系统，其中，该方法包括：获取风电场每台风力机的运行信息及设备信息；其中，所述运行信息包括风速信息，所述设备信息包括安装位置、高度及风机型号信息；基于所述风速信息，从可视化CFD流场数据库中获取与所述风速信息对应的可视化CFD流场信息，用于实时显示；其中，所述可视化CFD流场信息包括各个风力机周围及叶片处的可视化流线信息。本发明专利技术实现了风电场每台风力机的CFD流场信息及结构应力信息的可视化显示，更加直观的显示风力机设备的安全运行情况，便于监控人员进风机故障分析，发电量不足监控分析，震动故障分析，提高了运行人员监控的工作效率。

Visual monitoring method, device and system based on CFD flow field analysis

The invention belongs to the technical field of wind power monitoring information, in particular to a visual monitoring method, based on the analysis of the flow field of CFD device and system, wherein, the method includes: operation information and equipment information acquisition of wind farms each turbine; wherein, the operational information including wind speed information, the device information including installation position the height, and the fan type information; the wind speed based on information visualization and information access CFD field corresponding to the speed information from the CFD database for flow visualization, real-time display; among them, the visualization of CFD flow information including various wind turbine blades and the surrounding visual information flow. The invention realizes the CFD flow information and structure of each turbine wind farm should be a visual display of force information, display the safe operation of wind turbine equipment more intuitive analysis, ease of monitoring personnel into the fan fault monitoring, analysis of the power shortage, vibration fault analysis, improve the operation efficiency of the monitoring personnel.

【技术实现步骤摘要】
基于CFD流场分析的可视化监控方法、装置及系统
本专利技术属于风电信息监控
，尤其涉及一种基于CFD流场分析的可视化监控方法、装置及系统。
技术介绍
目前，风电信息监控一般采用SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition，数据采集与监视控制系统)进行风场数据信息监控，由于数据信息量大，运行人员监控的工作量较大，效率较低，有待进一步改进。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种基于CFD流场分析的可视化监控方法、装置及系统，增加CFD流场分析的可视化效果，实时的显示目前风电场的运行情况和每台风力机周围的湍流风况、流线信息、结构应力，更加直观的可视化显示风力机设备的安全运行情况。本专利技术提供了一种基于CFD流场分析的可视化监控方法，包括：获取风电场每台风力机的运行信息及设备信息；其中，运行信息包括风速、风向信息，设备信息包括安装位置、高度及风机型号信息；基于风速信息，从可视化CFD流场数据库中获取与风速信息对应的可视化CFD流场信息，用于实时显示；其中，可视化CFD流场信息包括各个风力机周围及叶片处的可视化流线信息。进一步地，该方法还包括对获取的运行信息进行初步诊断，若超出预设值，报警提示。进一步地，该方法还包括基于风场历史数据和已统计的运行数据，分析可检测风速范围内的整个风场的CFD流场信息，提取各个风力机周围及叶片处的可视化数据，构建可视化CFD流场数据库；其中，可视化数据包括可视化流线数据。进一步地，可检测风速范围基于计算量和实际风速受影响的程度，选取风速范围间隔为0.5m/s。进一步地，该方法还包括获取对应风速下各个风力机结构应力信息，用于可视化实时显示。进一步地，获取对应风速下各个风力机结构应力信息用于可视化实时显示，具体包括：计算分析对应风速下每台风力机塔架和叶片的承载信息，计算分析结构信息，包括振动模态及累积疲劳信息；其中，振动模态信息用于可视化显示叶片的受载振动幅度，累积疲劳信息用于诊断提示。本专利技术还提供了一种基于CFD流场分析的可视化监控装置，包括：信息获取模块，用于获取风电场每台风力机的运行信息及设备信息；其中，运行信息包括风速、风向信息，设备信息包括安装位置、高度及风机型号信息；流场信息处理模块，用于基于所述风速信息，从可视化CFD流场数据库中获取与风速信息对应的可视化CFD流场信息，供显示装置实时可视化显示；其中，可视化CFD流场信息包括各个风力机周围及叶片处的可视化流线信息。进一步地，该装置还包括结构信息处理模块，结构信息处理模块用于获取对应风速下各个风力机结构应力信息，供实时装置实时可视化显示。进一步地，结构信息处理模块具体用于：计算分析对应风速下每台风力机塔架和叶片的承载信息，计算分析结构信息，包括振动模态及累积疲劳信息；其中，振动模态信息用于可视化显示叶片的受载振动幅度，累积疲劳信息用于诊断提示。本专利技术还提供了一种基于CFD流场分析的可视化监控系统，包括风电信息监控系统及可视化信息监控平台，风电信息监控系统与可视化信息监控平台连接；可视化信息监控平台包括信息存储数据库、该可视化CFD流场数据库以及上述任一可视化监控装置。借由上述方案，通过基于CFD流场分析的可视化监控方法、装置及系统，实现了风电场每台风力机的CFD流场信息及结构应力信息的可视化显示，更加直观的显示风力机设备的安全运行情况，风场的每台风机，每一个时刻的风速、风向、发电量，结合CFD分析各个风机，便于监控人员进风机故障分析，发电量不足监控分析，震动故障分析，提高了运行人员监控的工作效率。上述说明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，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。附图说明图1是本专利技术基于CFD流场分析的可视化监控方法一实施例的流程图；图2是本专利技术基于CFD流场分析的可视化监控装置一实施例的流程图的结构框图；图3是本专利技术基于CFD流场分析的可视化监控系统一实施例的结构框图；图4是本专利技术基于CFD流场分析的可视化监控系统可视化信息监控平台监控界面一实施例的示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。参图1所示，本实施例提供了一种基于CFD流场分析的可视化监控方法，包括：步骤S1，获取风电场每台风力机的运行信息(SCADA数据)及设备信息；其中，运行信息包括风速、风向信息，设备信息包括安装位置、高度及风机型号信息；步骤S2，基于风速信息，从可视化CFD流场数据库中获取与风速信息对应的可视化CFD流场信息，用于实时显示在监控屏幕中；其中，可视化CFD流场信息包括各个风力机周围及叶片处的可视化流线信息(围绕指定风力机的叶片周围的可视化流线信息)。在本实施例中，该方法还包括对获取的运行信息进行初步诊断，若超出预设值，报警提示。在本实施例中，该方法还包括基于风场历史数据和已统计的运行数据，分析可检测风速范围内的整个风场的CFD流场信息，提取各个风力机周围及叶片处的可视化数据，构建可视化CFD流场数据库；其中，可视化数据包括可视化流线数据。其中，可检测风速范围基于计算量和实际风速受影响的程度，选取风速范围间隔为0.5m/s。在本实施例中，该方法还包括获取对应风速下各个风力机结构应力信息，用于可视化实时显示。具体包括：获取对应风速下各个风力机结构应力信息用于可视化实时显示，具体包括：计算分析对应风速下每台风力机塔架和叶片的承载信息，计算分析结构信息，包括振动模态及累积疲劳信息；其中，振动模态信息用于可视化显示叶片的受载振动幅度，累积疲劳信息用于诊断提示。参图2所示，本实施例还提供了一种基于CFD流场分析的可视化监控装置，包括：信息获取模块10，用于获取风电场每台风力机的运行信息及设备信息；其中，运行信息包括风速、风向信息，设备信息包括安装位置、高度及风机型号信息；流场信息处理模块20，用于基于所述风速信息，从可视化CFD流场数据库中获取与风速信息对应的可视化CFD流场信息，供显示装置实时可视化显示；其中，可视化CFD流场信息包括各个风力机周围及叶片处的可视化流线信息。在本实施例中，该装置还包括结构信息处理模块，结构信息处理模块用于获取对应风速下各个风力机结构应力信息，供实时装置实时可视化显示。结构信息处理模块具体用于：计算分析对应风速下每台风力机塔架和叶片的承载信息，计算分析结构信息，包括振动模态及累积疲劳信息；其中，振动模态信息用于可视化显示叶片的受载振动幅度，累积疲劳信息用于诊断提示。参图4所示，本实施例还提供了一种基于CFD流场分析的可视化监控系统，包括风电信息监控系统(SCADA)100及可视化信息监控平台200，风电信息监控系统100与可视化信息监控平台200连接，可视化信息监控平台200包括信息存储数据库、该可视化CFD流场数据库以及上述任一可视化监控装置。信息存储数据库用于存储一切数据，主要包含两部分，一是信息获取模块的历史运行数据，二是提前经过CFD计算的包含风力机的各种风况下的后处理数据，包含图片和视频。本专利技术的具体实现方案包括：1、基于风电场地形等高线信息和风力机规划安装位置及风力机的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CFD流场分析的可视化监控方法，其特征在于，包括：获取风电场每台风力机的运行信息及设备信息；其中，所述运行信息包括风速、风向信息，所述设备信息包括安装位置、高度及风机型号信息；基于所述风速信息，从可视化CFD流场数据库中获取与所述风速信息对应的可视化CFD流场信息，用于实时显示；其中，所述可视化CFD流场信息包括各个风力机周围及叶片处的可视化流线信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于CFD流场分析的可视化监控方法，其特征在于，包括：获取风电场每台风力机的运行信息及设备信息；其中，所述运行信息包括风速、风向信息，所述设备信息包括安装位置、高度及风机型号信息；基于所述风速信息，从可视化CFD流场数据库中获取与所述风速信息对应的可视化CFD流场信息，用于实时显示；其中，所述可视化CFD流场信息包括各个风力机周围及叶片处的可视化流线信息。2.根据权利要求1所述的基于CFD流场分析的可视化监控方法，其特征在于，还包括对获取的运行信息进行初步诊断，若超出预设值，报警提示。3.根据权利要求1所述的基于CFD流场分析的可视化监控方法，其特征在于，还包括基于风场历史数据和已统计的运行数据，分析可检测风速范围内的整个风场的CFD流场信息，提取各个风力机周围及叶片处的可视化数据，构建可视化CFD流场数据库；其中，所述可视化数据包括可视化流线数据。4.根据权利要求3所述的基于CFD流场分析的可视化监控方法，其特征在于，所述可检测风速范围基于计算量和实际风速受影响的程度，选取风速范围间隔为0.5m/s。5.根据权利要求1所述的基于CFD流场分析的可视化监控方法，其特征在于，还包括获取对应风速下各个风力机结构应力信息，用于可视化实时显示。6.根据权利要求5所述的基于CFD流场分析的可视化监控方法，其特征在于，获取对应风速下各个风力机结构应力信息用于可视化实时显示，具体包括：计算分析对应风速下每台风力机塔架和叶片的承载信息，计算分析结构信...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛宇，刘燕，王虎，唐宏芬，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11