专利推介|一种海上风电机组状态的监测分析方法

专利示意图

一、技术领域

新能源领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：ZL 202410128274.2

授权公告日：2024年3月13日

发明人：曲钧天、于振苹、周昕梦

2.专利说明书摘要

本发明公开了一种海上风电机组状态的监测分析方法，包括如下步骤：使用两个应变传感器分别获取风机叶片的中部和末端的应变传感信息，并使用位姿传感器获取风机叶片末端的反映负载变化的x轴向位姿传感信息；根据风机叶片的中部和末端得到的两组应变传感信息以及x轴向位姿传感信息形成三维数组，确定用于进行风机贝塞尔曲线拟合的控制点；根据控制点，使用随机贝塞尔曲线拟合算法进行拟合，生成风机贝塞尔曲线模型；在拟合过程中，引入随机权重来调整各控制点的权重参数，通过权重的调整实现风机叶片中轴曲线的可控拟合。该海上风电机组状态的监测分析方法对各类风电机状态与运维信息进行智能综合处理，达到良好的海上风电状态分析与监测效果。

3.创新点

（1）对单个风机建立完善的状态传感网络，做到对风机叶片基础信息的采集，有助于促进海上风电机运维和感知系统迭代；

（2）本发明根据风机的三个叶片的时变建模结果解析风机叶片平面风场。在传感系统监测数据的基础上，实现对风机叶片的实时模型监测；

（3）本发明利用风机的实时状态进行了风机实时精确建模和感知监测，能够有效解决海上风机运维系统运维成本高、控制困难、集群风机状态感知信息简单，出错率高等问题。

4.痛点问题

（1）传统风电机极易在不合理的风机策略下出现发电效率低下、组件故障率高的情况；

（2）受海上风环境剧烈变化和信息监测困难的影响，风电机组无法对剧变环境做出对应调整；

（3）受限于传感器网络的特性往往只能借助苛刻的海上局域网络进行信息的获取和传递，在实际海上风机环境中效果不佳，导致信息监控不具体、不及时。

5.技术优势

（1）结合应变类传感器和位姿类传感器作为传感网络的基本监控单位，可对叶片的整体姿态和具体扭曲状况进行感知；

（2）在已知风机叶片特性的边界条件上，借助传感器获取的实时观测状态信息进行推导，迭代拟合完成实时风机状态的精确建模；

（3）利用风机叶片本身的先验信息完成传感信息的模型可视化过程，大大提高了传感信息的有效性和可读性。

三、产业化信息

1.应用场景

（1）风电系统需要通过监测完成运维的应用场景；

（2）独立风电系统中具备自主检测运维的应用场景；

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景，对于机器人行业有以下市场价值：

（1）本发明对单个风机建立完善的风机叶片状态的传感系统，做到对风机叶片基础信息的采集，有助于促进海上风电机运维和感知系统迭代；

（2）根据三个叶片的时变建模结果解析风机叶片平面风场。基于数据进行自主运维，契合智能化风场需求；

（3）在信息传导方面，可以设置分时传输协议，提高数据通道的可靠性，契合现行市场需求，具有较大的市场；

（4）本发明通过减弱信息量，减少信息的冗余度，降低信息衰减，提高抗扰能力，具备信息不充分情况下有效运行的功效。

3.发展规划

（1）本项目可以与风电公司合作，开发新一代风电机传感系统；

（2）本发明融合先进智能传感技术，可以应用于其他柔性完全的特定感知，应用场景从风电拓展至更为广阔的其他场景。

4.合作方式

面议

注：所有专利信息未经授权，请勿转载

联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn