基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法与流程

本申请涉及风力发电机组载荷预测，尤其涉及基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法。

背景技术：

1、随着全球对可再生能源需求的不断增加，风力发电作为一种清洁能源得到了广泛应用。风力发电机组在运行过程中，其输出功率受多种因素的影响，其中最关键的便是风速和风向的变化。为了优化发电效率并保证设备的长期稳定运行，风力发电机组的运行需要实时监控各种参数，如风速、风向、机组载荷等。

2、目前，现有的风力发电控制系统通过风速和风向传感器采集实时数据，并基于这些数据对发电机组的功率输出进行相应调整。然而，现有的控制系统大多采用预设的固定参数进行调节，缺乏对风速、风向和载荷等多参数的深度关联分析。这种方式忽略了风力环境的复杂性和瞬时变化性，特别是在风速和风向急剧变化的情况下，系统的响应往往滞后，不能及时调整机组的运行状态，导致功率输出不稳定甚至设备过载。

3、综上所述，现有技术中存在由于缺乏对风速、风向和载荷等多参数的深度关联分析，导致在风速和风向急剧变化时系统响应滞后，进一步影响了风力发电机组功率输出的稳定性和设备的安全运行的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，用以解决现有技术中存在由于缺乏对风速、风向和载荷等多参数的深度关联分析，导致在风速和风向急剧变化时系统响应滞后，进一步影响了风力发电机组功率输出的稳定性和设备的技术问题。

2、鉴于上述问题，本申请提供了基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，包括：采集实时风向和实时风速；获取机组运行参数，包括机组转速、输出功率和倾斜角度；根据历史风向、历史风速和历史载荷数据，构建载荷预测模型；将实时风向、实时风速和机组运行参数输入至载荷预测模型，生成载荷变化；根据载荷变化，调整机组运行参数。

3、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

4、通过采集实时风向和实时风速；获取机组运行参数，包括机组转速、输出功率和倾斜角度；根据历史风向、历史风速和历史载荷数据，构建载荷预测模型；将实时风向、实时风速和机组运行参数输入至载荷预测模型，生成载荷变化；根据载荷变化，调整机组运行参数，实现对风速、风向和载荷等多参数的实时关联分析和智能调整的技术目标，达到及时响应风力环境变化、提高功率输出稳定性和确保风力发电机组安全运行的技术效果。

5、在可能的实现方式中，采集实时风向和实时风速，之前执行以下处理：根据风力发电机组的运行状态，确定同步采集参数；配置多参数同步采集模块，设定采集时钟；根据采集时钟，通过所述多参数同步采集模块接收所述同步采集参数。

6、在可能的实现方式中，设定采集时钟，执行以下处理：根据所述风力发电机组的所处区域内风向和风速的变化特性，获取风速和风向的频率和幅度；根据所述频率和幅度，设定风向传感器和风速传感器的初始数据采集频率；通过实时监测所述风向和风速的变化频率和变化幅度，动态调整所述初始数据采集频率，获得所述采集时钟。

7、在可能的实现方式中，还执行以下处理：所述变化特性包括季节性风速波动、瞬时强风以及风向急剧变化。

8、在可能的实现方式中，采集实时风向和实时风速，之前执行以下处理：根据风力发电机组所处区域的风向变化频率和角度范围，选择风向传感器；根据所述风力发电机组所处区域的风场环境，选取风速传感器；根据所述风力发电机组的高度、地形特征和风场特点，布置所述风向传感器和所述风速传感器。

9、在可能的实现方式中，构建载荷预测模型，执行以下处理：基于所述历史载荷数据建立初始模型；根据所述历史风向和所述历史风速的进行载荷关联分析；输入关联分析结果至所述初始模型进行训练，获得所述载荷预测模型。

10、在可能的实现方式中，根据载荷变化，调整机组运行参数，执行以下处理：判断所述载荷变化是否超过安全阈值；如果超过所述安全阈值，降低机组运行功率。

11、在可能的实现方式中，调整机组运行参数，之后执行以下处理：设定载荷的预警阈值；当所述载荷变化满足所述预警阈值时，生成预警信号；基于所述预警信号执行控制系统的自动减载，并向运维人员发送预警通知。

12、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本申请的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本申请的范围。本申请的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，其特征在于，所述采集实时风向和实时风速，之前包括：

3.如权利要求2所述的基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，其特征在于，所述设定采集时钟，包括：

4.如权利要求3所述的基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，其特征在于，所述变化特性包括季节性风速波动、瞬时强风以及风向急剧变化。

5.如权利要求1所述的基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，其特征在于，所述采集实时风向和实时风速，之前还包括：

6.如权利要求1所述的基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，其特征在于，所述构建载荷预测模型，包括：

7.如权利要求1所述的基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，其特征在于，所述根据载荷变化，调整机组运行参数，包括：

8.如权利要求1所述的基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，其特征在于，所述调整机组运行参数，之后包括：

技术总结
本申请提供了基于风向变化的风力发电机组载荷动态预测方法，涉及风力发电机组载荷预测技术领域，包括：采集实时风向和实时风速；获取机组运行参数；根据历史风向、历史风速和历史载荷数据，构建载荷预测模型；将实时风向、实时风速和机组运行参数输入至载荷预测模型，生成载荷变化；根据载荷变化，调整机组运行参数。通过本申请可以解决现有技术中存在由于缺乏对风速、风向和载荷等多参数的深度关联分析，导致影响了风力发电机组功率输出的稳定性和设备的技术问题，实现对风速、风向和载荷的实时关联分析和智能调整的技术目标，达到及时响应风力环境变化、提高功率输出稳定性和确保风力发电机组安全运行的技术效果。

技术研发人员：曹善桥,张磊,冯正聪,徐志轩,马雪韵,张舒翔,张立栋,孟仁杰,张路娜,杨德成,吕成,王雅凝,宫圣杰,赵佳瑞,温会英,陈晓敏
受保护的技术使用者：大唐可再生能源试验研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/3/13