一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法及装置

摘要

本发明提供一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法及装置，包括：获取风机运行的样本数据；根据样本数据，计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失；根据样本数据和预存的风机运行维护记录，计算风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失；根据结冰发电量损失和停机发电量损失，计算风机在预设的评估时段内因叶片结冰导致的总发电量损失；并根据预设的评估规则以及总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果。本发明提供的用于评估风机叶片除冰投资方案的方法及装置，能够快速准确地对风机叶片除冰投资方案进行评估，无需人工操作，有效提高评估效率和评估精度。

说明书

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，具体而言，涉及一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法及装置。

背景技术

风力发电作为安全可靠、无污染、可并网运行的重要发电方式之一，近年来快速发展。在寒冷、湿冷地区，风机叶片容易结冰，进而使得其叶片气动性能受损，降低机组发电效率，导致组件加速疲劳，降低使用寿命，严重时会导致风机被迫停机，甚至倒塌，危害人身安全，因此，风机叶片结冰问题不容小觑。针对风机叶片结冰问题，为减少叶片结冰的损失以及提升叶片除冰的效率，需要对叶片除冰投资方案进行评估分析，若是评估分析结果满足一定的期望，可以执行该叶片除冰投资方案。目前，通常根据运营维护记录或者人工核算对需要评估叶片除冰投资方案进行评估分析。然而，在实践中发现，采用人工评估分析的方法，具有较大的主观性、且具有评估效率低、精确度低的缺点。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法及装置，能够快速准确地对风机叶片除冰投资方案进行评估，无需人工操作，从而避免人工评估的主观影响，有效提高评估效率和评估精度。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明第一方面公开了一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法，包括：

获取风机运行的样本数据；

根据所述样本数据，计算所述风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失；

根据所述样本数据和预存的风机运行维护记录，计算所述风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失；

根据所述结冰发电量损失和所述停机发电量损失，计算所述风机在预设的评估时段内因叶片结冰导致的总发电量损失；

根据预设的评估规则以及所述总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述获取风机运行的样本数据，包括：

获取风机运行的原始数据，并对所述原始数据进行完整性检测，以去除干扰数据，得到处理数据；

对所述处理数据进行过滤处理，以去除所述风机在限功率状态下的运行数据，得到样本数据。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述样本数据包括记录数据的时间信息、与所述时间信息对应的所述风机的运行数据，其中，所述运行数据包括所述风机所处环境的环境温度、所述风机所处环境的环境风速以及所述风机的实际运行功率。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，根据所述样本数据，计算所述风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失，包括：

根据预设的结冰期划分规则，将所述样本数据划分为结冰期数据和非结冰期数据；

构建用于拟合风速-功率曲线的人工智能拟合模型；

根据所述非结冰期数据，通过所述人工智能拟合模型生成非结冰期风速-功率曲线；

根据所述非结冰期风速-功率曲线和所述结冰期数据，计算所述风机在风机叶片结冰时运行的理论数据；

根据所述结冰期数据和所述理论数据，计算所述风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，根据所述结冰期数据和所述理论数据，计算所述风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失，包括：

根据预设的结冰过程划分规则、所述结冰期数据和所述理论数据，确定多个结冰时间段，并获取与每个所述结冰时间段对应的所述运行数据；

根据与每个结冰时间段对应的所述运行数据，计算每个所述结冰时间段对应的发电量损失；

对所有的所述结冰时间段对应的发电量损失进行求和计算，得到所述风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，根据所述样本数据和预存的风机运行维护记录，计算所述风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失，包括：

根据所述样本数据和预存的风机运行维护记录，从所述样本数据中提取出所述风机在发电过程中因结冰而停机的停机运行数据；

根据所述非结冰期风速-功率曲线和所述停机运行数据计算所述风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据预设的评估规则以及所述总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果，包括：

根据预设的评估规则和所述总发电量损失，计算需要评估的风机叶片除冰投资方案除冰投资方案的投资回报；

根据所述评估规则和所述投资回报对所述风机叶片除冰投资方案进行综合决策评估，得到评估结果。

本发明第二方面公开一种用于评估风机叶片除冰投资方案的装置，包括：

获取模块，用于获取风机运行的样本数据；

第一计算模块，用于根据所述样本数据，计算所述风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失；

第二计算模块，用于根据所述样本数据和预存的风机运行维护记录，计算所述风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失；

第三计算模块，用于根据所述结冰发电量损失和所述停机发电量损失，计算所述风机在预设的评估时段内因叶片结冰导致的总发电量损失；

评估模块，用于根据预设的评估规则以及所述总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果。

本发明第三方面公开一种计算机设备，包括存储器以及处理器，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器运行所述计算机程序以使所述计算机设备执行第一方面公开的部分或者全部所述的用于评估风机叶片除冰投资方案的方法。

本发明第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储有第三方面所述的计算机设备中所使用的所述计算机程序。

根据本发明提供的用于评估风机叶片除冰投资方案的方法及装置，样本数据为检测装置检测到的风机实际运行数据。在评估风机叶片除冰投资方案时，先获取风机运行的样本数据，并根据样本数据计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失；然后再根据样本数据和预存的风机运行维护记录，计算风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失；进一步地，根据结冰发电量损失和停机发电量损失，计算风机在预设的评估时段内因叶片结冰导致的总发电量损失；最后根据预设的评估规则以及总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果，能够在无需人工操作的前提下，通过风机实际运行的样本数据，快速准确地对风机叶片除冰投资方案进行评估，避免人工评估的主观影响，进而有效提高评估效率和评估精度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。

图1是本发明实施例一提供的一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法的流程示意图；

图3是本发明实施例三提供的一种用于评估风机叶片除冰投资方案的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有技术中的问题，本发明提供了一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法及装置；在评估风机叶片除冰投资方案时，先获取风机运行的样本数据，并根据样本数据计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失；然后再根据样本数据和预存的风机运行维护记录，计算风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失；进一步地，根据结冰发电量损失和停机发电量损失，计算风机在预设的评估时段内因叶片结冰导致的总发电量损失；最后根据预设的评估规则以及总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果，能够在无需人工操作的前提下，通过风机实际运行的样本数据，快速准确地对风机叶片除冰投资方案进行评估，避免人工评估的主观影响，进而有效提高评估效率和评估精度。并且，该技术可以采用相关的软件或硬件实现，下面通过实施例进行描述。

实施例1

请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法的流程示意图。其中，如图1所示，该用于评估风机叶片除冰投资方案的方法可以包括以下步骤：

S101、获取风机运行的样本数据。

本实施例中，风机即为风力发电机，主要包括风轮和发电机。其中，风轮包括风机叶片、轮毂、加固件等；主要有风机叶片受风力旋转发电、发电机机头转动等功能。风机的风力发电电源由包括风力发电机组、支撑发电机组的塔架、蓄电池充电控制器、逆变器、卸荷器、并网控制器、蓄电池组等。在实际使用中，通常由多个风机构成风力发电机组进行发电，本发明所提供的用于评估风机叶片除冰投资方案的方法适用于风力发电机组中的每个风机。

本实施例中，可以通过数据采集与监视控制系统(Supervisory Control AndData Acquisition，SCADA)获取风机运行的样本数据。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，可以对现场的运行设备进行监视和控制，是电力系统自动化的实时数据源。具体可以应用于电力、冶金、石油、化工、燃气、铁路等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。

S102、根据样本数据，计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失。

本实施例中，该样本数据包括预设时间段内所有的风机运行数据，具体的，包括记录数据的时间信息、与时间信息对应的风机的运行数据，其中，运行数据包括风机所处环境的环境温度、风机所处环境的环境风速以及风机的实际运行功率等，对此本实施例不作限定。

本实施例中，对样本数据进行分析，将样本数据划分为风机其叶片结冰状态下运行的结冰期数据和风机在其叶片非结冰状态下运行的非结冰期数据，然后根据该结冰期数据和非结冰期数据可以计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失。具体的，先根据该结冰期数据和非结冰期数据计算出在相同的风速条件下，结冰期数据中每个风机的实际运行功率对应的理论发电功率，然后计算每个理论发电功率与其相对应的实际功率之间的差值，最后计算所有差值的总和即为风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失。

S103、根据样本数据和预存的风机运行维护记录，计算风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失。

S104、根据结冰发电量损失和停机发电量损失，计算风机在预设的评估时段内因叶片结冰导致的总发电量损失。

S105、根据预设的评估规则以及总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果。

本实施例中，可以通过通信网络获取到风机叶片除冰投资方案，或者可以直接获取人工输入的风机叶片除冰投资方案，对此本实施例不作限定。

本实施例中，预设的评估规则包括但不限于评估参照量、核算规则、特定制度等，其中，评估参照量包括但不限于投资预算、预期发电量提升率、服务年限，核算规则可以为财务投资回报核算规则，特定制度可以为投资审批制度等，对此本实施例不作限定。

本实施例中，评估结果包括根据评估参照量对风机叶片除冰投资方案进行评估得到的初始评估结果、根据财务投资回报核算规则对风机叶片除冰投资方案进行核算得到的核算结果以及根据投资审批制度对风机叶片除冰投资方案进行综合评估得到的综合评估结果，进而对该风机叶片除冰投资方案进行全方位评估，提升评估精度和全面性，减少主观人为因素的影响。

本实施例中，可以通过用于评估风机叶片除冰投资方案的方法对多个风机叶片除冰投资方案进行评估，进而根据评估结果在多个风机叶片除冰投资方案中选出最优的风机叶片除冰投资方案，进而能够在符合预算的投资下，最大限度减少叶片结冰的损失，并提升叶片除冰的效率。

在图1所描述的用于评估风机叶片除冰投资方案的方法中，在评估风机叶片除冰投资方案时，先获取风机运行的样本数据，并根据样本数据计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失；然后再根据样本数据和预存的风机运行维护记录，计算风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失；进一步地，根据结冰发电量损失和停机发电量损失，计算风机在预设的评估时段内因叶片结冰导致的总发电量损失；最后根据预设的评估规则以及总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果。可见，实施图1所描述的用于评估风机叶片除冰投资方案的方法，能够在无需人工操作的前提下，通过风机实际运行的样本数据，快速准确地对风机叶片除冰投资方案进行评估，避免人工评估的主观影响，进而有效提高评估效率和评估精度。

实施例2

请参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法的流程示意图。其中，如图2所示，该用于评估风机叶片除冰投资方案的方法可以包括以下步骤：

S201、获取风机运行的原始数据，并对原始数据进行完整性检测，以去除干扰数据，得到处理数据。

S202、对处理数据进行过滤处理，以去除风机在限功率状态下的运行数据，得到样本数据。

本实施例中，当所需的发电量小于当前风机发电组的总发电功率时，则需要对风机发电组中每个风机的发电功率进行限功率运行，此时的风机的运行数据为风机在限功率状态下的运行数据。

本实施例中，实施上述步骤S201～步骤S202，能够获取风机运行的样本数据。

本实施例中，样本数据包括记录数据的时间信息、与时间信息对应的风机的运行数据，其中，运行数据包括风机所处环境的环境温度、风机所处环境的环境风速以及风机的实际运行功率。

S203、根据预设的结冰期划分规则，将样本数据划分为结冰期数据和非结冰期数据。

本实施例中，结冰期划分规则可以为在样本数据中，在预设结冰时间段内的数据为结冰期数据，不在该预设结冰时间段内的数据为非结冰期数据。

S204、构建用于拟合风速-功率曲线的人工智能拟合模型。

本实施例中，人工智能拟合模型可以为卷积神经网络模型、BP神经网络模型等，对此本实施例不作限定。

S205、根据非结冰期数据，通过人工智能拟合模型生成非结冰期风速-功率曲线。

本实施例中，将非结冰期数据输入至人工智能拟合模型中，经过该人工智能拟合模型的处理，可以输出非结冰期风速-功率曲线。

S206、根据非结冰期风速-功率曲线和结冰期数据，计算风机在风机叶片结冰时运行的理论数据。

本实施例中，理论数据包括风机所处的环境风速以及环境风速对应的理论功率。

举例来说，假设结冰期数据包括三个数据，即时间信息A对应的运行数据，时间信息B对应的运行数据，时间信息C对应的运行数据。其中，时间信息A对应的运行数据包括环境温度9℃、风速10m/s以及风机的实际运行功率40W；时间信息B对应的运行数据包括环境温度7℃、风速11m/s以及风机的实际运行功率42W；时间信息为C对应的运行数据包括环境温度8.4℃、风速6m/s以及风机的实际运行功率25W。则在非结冰期风速-功率曲线上，分别读取风速10m/s、风速11m/s、风速6m/s对应的功率，作为每个风速对应的风机在风机叶片结冰时运行的理论功率。

S207、根据结冰期数据和理论数据，计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失。

本实施例中，根据结冰期数据和理论数据，计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失，包括：

根据预设的结冰过程划分规则和结冰期数据、理论数据，确定多个结冰时间段，并获取与每个结冰时间段对应的运行数据；

根据与每个结冰时间段对应的运行数据，计算每个结冰时间段对应的发电量损失；

对所有的结冰时间段对应的发电量损失进行求和计算，得到风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失。

本实施例中，实施上述步骤S203～S207，能够根据样本数据，计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失。

本实施例中，预设的结冰过程划分规则包括结冰数据确定规则和结冰过程划分规则。其中，结冰数据确定规则为：在结冰期数据中，当一个时间信息的环境风速对应的功率低于该环境风速对应的理论功率预设阈值时，将该时间信息对应的运行数据，标记为结冰数据。结冰过程划分规则为：第一个结冰数据为第一段结冰过程的起点，最后一个结冰数据为最后一段结冰过程的终点，按照时间间隔小于设定时间段的两个结冰数据视为同一结冰过程。

S208、根据样本数据和预存的风机运行维护记录，从样本数据中提取出风机在发电过程中因结冰而停机的停机运行数据。

S209、根据非结冰期风速-功率曲线和停机运行数据计算风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失。

本实施例中，实施上述步骤S208～步骤S209，能够根据样本数据和预存的风机运行维护记录，计算风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失。

S210、根据结冰发电量损失和停机发电量损失，计算风机在预设的评估时段内因叶片结冰导致的总发电量损失。

S211、根据预设的评估规则和总发电量损失，计算需要评估的风机叶片除冰投资方案的投资回报。

S212、根据评估规则和投资回报对风机叶片除冰投资方案进行综合决策评估，得到评估结果。

本实施例中，实施上述步骤S211～步骤S212，能够根据预设的评估规则以及总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果。

本实施例中，预设的评估规则包括但不限于评估参照量、核算规则、特定制度等，其中，评估参照量包括但不限于投资预算、预期发电量提升率、服务年限，核算规则可以为财务投资回报核算规则，特定制度可以为投资审批制度等，对此本实施例不作限定。

本实施例中，评估结果包括根据评估参照量对风机叶片除冰投资方案进行评估得到的初始评估结果、根据财务投资回报核算规则对风机叶片除冰投资方案进行核算得到的核算结果以及根据投资审批制度对风机叶片除冰投资方案进行综合评估得到的综合评估结果，进而对该风机叶片除冰投资方案进行全方位评估，提升评估精度和全面性，减少主观人为因素的影响。

可见，实施图2所描述的用于评估风机叶片除冰投资方案的方法，能够在无需人工操作的前提下，通过风机实际运行的样本数据，快速准确地对风机叶片除冰投资方案进行评估，避免人工评估的主观影响，进而有效提高评估效率和评估精度。

实施例3

请参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种用于评估风机叶片除冰投资方案的装置的结构示意图。其中，如图3所示，该用于评估风机叶片除冰投资方案的装置包括：

获取模块301，用于获取风机运行的样本数据。

第一计算模块302，用于根据样本数据，计算风机在发电过程中因叶片结冰导致的结冰发电量损失。

第二计算模块303，用于根据样本数据和预存的风机运行维护记录，计算风机在发电过程中因结冰停机导致的停机发电量损失。

第三计算模块304，用于根据结冰发电量损失和停机发电量损失，计算风机在预设的评估时段内因叶片结冰导致的总发电量损失。

评估模块305，用于根据预设的评估规则以及总发电量损失对需要评估的风机叶片除冰投资方案进行评估，得到评估结果。

可见，实施图3所描述的用于评估风机叶片除冰投资方案的装置，能够在无需人工操作的前提下，通过风机实际运行的样本数据，快速准确地对风机叶片除冰投资方案进行评估，避免人工评估的主观影响，进而有效提高评估效率和评估精度。

此外，本发明还提供了一种计算机设备。该计算机设备包括存储器和处理器，存储器可用于存储计算机程序，处理器通过运行计算机程序，从而使该计算机设备执行上述方法或者上述用于评估风机叶片除冰投资方案的装置中的各个模块的功能。

存储器可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据移动终端的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

本实施例还提供了一种计算机存储介质，用于储存上述计算机设备中使用的计算机程序。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。