基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法及装置与流程

本技术涉及风力发电，特别涉及一种基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法及装置。

背景技术：

1、超高海拔地区因其独特的气候特征和丰富的风能资源，成为风力发电的重要场所。但是由于其独特的地理和气候条件，常伴随强烈的负剪切现象，即风速随高度的增加而迅速减小，这种极端负剪切现象对风电机组的稳定运行构成严重威胁，例如，负剪切可能导致风轮过载、振动加剧，甚至引发系统故障，因此，研发一种能够准确预测并有效应对极端负剪切的控制策略尤为重要。

2、相关技术中，主要通过变桨距控制抑制风电机组的载荷，从而减少叶片的疲劳损害，从而应对极端负剪切现象。

3、然而，上述方法无法在超高海拔地区极端负剪切现象来临之前进行精准预测，同时也无法实现提前对风电机组进行智能动态调节的控制优化，从而不利于风电机组的安全稳定运行，亟需解决。

技术实现思路

1、本技术提供一种基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法及装置，以解决相关技术无法对超高海拔地区的极端负剪切现象进行精准预测并提前对风电机组进行智能动态调节以及控制优化，从而不利于风电机组的安全稳定运行等问题。

2、本技术第一方面实施例提供一种基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法，包括以下步骤：

3、获取风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态；

4、根据所述当前气象信息和所述实时运行状态对极端负剪切进行预测，并根据极端负剪切预测结果判断所述风电机组运行过程中是否存在极端负剪切现象；

5、若存在所述极端负剪切现象，则基于所述预测结果确定存在所述极端负剪切现象的时刻和所述风电机组的应对策略，并基于所述存在所述极端负剪切现象的时刻和所述风电机组的应对策略对所述风电机组进行控制。

6、根据本技术的一个实施例，所述根据所述当前气象信息和所述实时运行状态对极端负剪切进行预测，包括：

7、利用预设的负剪切预测模型，基于所述风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态对所述极端负剪切进行预测，得到初始预测结果；

8、基于所述初始预测结果，利用预设的动力学模型对所述极端负剪切进行风险评估，得到所述风电机组在不同极端负剪切条件下的动态载荷分布；

9、根据所述动态载荷分布得到所述风电机组的过载风险区域，并根据所述过载风险区域生成所述风电机组的载荷评估结果，以根据所述载荷评估结果得到所述极端负剪切预测结果。

10、根据本技术的一个实施例，在利用预设的负剪切预测模型，基于所述风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态对所述极端负剪切进行预测之前，还包括：

11、基于第一预设优化算法对所述预设的负剪切预测模型进行优化。

12、根据本技术的一个实施例，所述基于所述预测结果确定存在所述极端负剪切现象的时刻和所述风电机组的应对策略，包括：

13、基于载荷评估结果和所述风电机组的实时运行状态之间的动态映射关系，根据所述载荷评估结果对所述风电机组的实时运行状态进行动态控制，得到所述风电机组的动态控制策略。

14、根据本技术的一个实施例，在获取所述风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态之前，还包括：

15、基于气象信息和地形信息构建风电场待模拟区域；

16、利用预设的仿真技术对所述风电场待模拟区域进行模拟分析，并根据模拟结果对所述风电机组的布局进行优化。

17、根据本技术的一个实施例，在基于所述存在所述极端负剪切现象的时刻和所述风电机组的应对策略对所述风电机组进行控制之后，还包括：

18、监测所述风电机组的调控后的运行信息；

19、判断所述调控后的运行信息的安全运行阈值是否满足预设阈值条件，若所述安全运行阈值不满足所述预设阈值条件，则生成紧急预警信息，并根据所述紧急预警信息生成对应的安全保护策略。

20、根据本技术实施例的基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法，基于风电机组的当前气象信息和实时运行状态对极端负剪切进行预测，并根据预测结果判断出风电机组运行过程中若存在极端负剪切现象，则基于预测结果确定存在极端负剪切现象的时刻和风电机组的应对策略，并基于存在极端负剪切现象的时刻和风电机组的应对策略对风电机组进行控制。由此，解决了相关技术无法对超高海拔地区的极端负剪切现象进行精准预测并提前对风电机组进行智能动态调节以及控制优化，从而不利于风电机组的安全稳定运行等问题，通过对风电机组的极端负剪切进行预测，以提前生成应对策略，从而保证风电机组的安全稳定运行。

21、本技术第二方面实施例提供一种基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制装置，包括：

22、获取模块，用于获取风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态；

23、预测模块，用于根据所述当前气象信息和所述实时运行状态对极端负剪切进行预测，并根据极端负剪切预测结果判断所述风电机组运行过程中是否存在极端负剪切现象；

24、控制模块，用于若存在所述极端负剪切现象，则基于所述预测结果确定存在所述极端负剪切现象的时刻和所述风电机组的应对策略，并基于所述存在所述极端负剪切现象的时刻和所述风电机组的应对策略对所述风电机组进行控制。

25、根据本技术的一个实施例，所述预测模块，包括：

26、预测单元，用于利用预设的负剪切预测模型，基于所述风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态对所述极端负剪切进行预测，得到初始预测结果；

27、风险评估单元，用于基于所述初始预测结果，利用预设的动力学模型对所述极端负剪切进行风险评估，得到所述风电机组在不同极端负剪切条件下的动态载荷分布；

28、生成单元，用于根据所述动态载荷分布得到所述风电机组的过载风险区域，并根据所述过载风险区域生成所述风电机组的载荷评估结果，以根据所述载荷评估结果得到所述极端负剪切预测结果。

29、根据本技术的一个实施例，在利用预设的负剪切预测模型，基于所述风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态对所述极端负剪切进行预测之前，所述预测单元，还包括：

30、优化子单元，用于基于第一预设优化算法对所述预设的负剪切预测模型进行优化。

31、根据本技术的一个实施例，所述控制模块，包括：

32、控制单元，用于基于载荷评估结果和所述风电机组的实时运行状态之间的动态映射关系，根据所述载荷评估结果对所述风电机组的实时运行状态进行动态控制，得到所述风电机组的动态控制策略。

33、根据本技术的一个实施例，在获取所述风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态之前，所述获取模块，还包括：

34、构建单元，用于基于气象信息和地形信息构建风电场待模拟区域；

35、模拟单元，用于利用预设的仿真技术对所述风电场待模拟区域进行模拟分析，并根据模拟结果对所述风电机组的布局进行优化。

36、根据本技术的一个实施例，在基于所述存在所述极端负剪切现象的时刻和所述风电机组的应对策略对所述风电机组进行控制之后，所述控制模块，还包括：

37、监测单元，用于监测所述风电机组的调控后的运行信息；

38、预警单元，用于判断所述调控后的运行信息的安全运行阈值是否满足预设阈值条件，若所述安全运行阈值不满足所述预设阈值条件，则生成紧急预警信息，并根据所述紧急预警信息生成对应的安全保护策略。

39、根据本技术实施例的基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制装置，基于风电机组的当前气象信息和实时运行状态对极端负剪切进行预测，并根据预测结果判断出风电机组运行过程中若存在极端负剪切现象，则基于预测结果确定存在极端负剪切现象的时刻和风电机组的应对策略，并基于存在极端负剪切现象的时刻和风电机组的应对策略对风电机组进行控制。由此，解决了相关技术无法对超高海拔地区的极端负剪切现象进行精准预测并提前对风电机组进行智能动态调节以及控制优化，从而不利于风电机组的安全稳定运行等问题，通过对风电机组的极端负剪切进行预测，以提前生成应对策略，从而保证风电机组的安全稳定运行。

40、本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法。

41、本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法。

42、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前气象信息和所述实时运行状态对极端负剪切进行预测，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在利用预设的负剪切预测模型，基于所述风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态对所述极端负剪切进行预测之前，还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述预测结果确定存在所述极端负剪切现象的时刻和所述风电机组的应对策略，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取所述风电机组的当前气象信息和所述风电机组的实时运行状态之前，还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述存在所述极端负剪切现象的时刻和所述风电机组的应对策略对所述风电机组进行控制之后，还包括：

7.一种基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述预测模块，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-6任一项所述的基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-6任一项所述的基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法。

技术总结
本申请涉及风力发电技术领域，特别涉及一种基于超高海拔风电机组应对极端负剪切的控制方法及装置，包括：基于风电机组的当前气象信息和实时运行状态对极端负剪切进行预测，并根据预测结果判断出风电机组运行过程中若存在极端负剪切现象，则基于预测结果确定存在极端负剪切现象的时刻和风电机组的应对策略，并基于存在极端负剪切现象的时刻和风电机组的应对策略对风电机组进行控制。由此，解决了相关技术无法对超高海拔地区的极端负剪切现象进行精准预测并提前对风电机组进行智能动态调节以及控制优化，从而不利于风电机组的安全稳定运行等问题，通过对风电机组的极端负剪切进行预测，以提前生成应对策略，从而保证风电机组的安全稳定运行。

技术研发人员：王浩然,乐绪鑫,刘瑞博,蔡昭兵,罗战,李晓彤,李小坤,靳鹏,刘正树,闫海峰
受保护的技术使用者：三峡集团西藏能源投资有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23