CN107795440B - 叶片结冰的报警方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了叶片结冰报警的方法及装置，获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据包括实测风速数据和实测功率数据；计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，所述基准关系数据包括基准风速数据和基准功率数据；当每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，输出叶片报警结果。比较实测关系数据与基准关系数据的偏差，即可实现叶片结冰的报警，无需使用传感器，降低成本，避免外部环境因素对传感器产生的影响所造成的误报警的问题。

Description

叶片结冰的报警方法及装置
技术领域
本发明涉及风电技术领域，特别是涉及一种叶片结冰报警的方法及装置。
背景技术
风力发电是通过风力发电机组将风能转换成电能的一项技术。风力发电基于无污染，可再生，资源丰富等优点，成为主要的发电技术之一。在风能资源丰富的地区，如东北，新疆等，由于冬季气温低，湿度大，因此，冬天风力发电机组的叶片结冰现象普遍存在。
风力发电机组的叶片结冰，一方面，改变了叶片的气动特性，降低叶片的捕风能力，降低发电量，造成经济损失；另一方面，容易造成电流过载，缩短风力发电机组中部件的使用寿命，或者直接造成风力发电机组中部件的损伤；再一方面，叶片旋转过程中，叶片上的冰层脱落，容易导致运营事故。
为了避免风力发电机组的叶片结冰所带来的危害，需要提供能够探测风力发电机组的叶片结冰的方法，在探测到页面结冰时进行报警。目前，常用的方法是，在风力发电机组的叶片上安装振动传感器或者应变传感器，根据传感器监测叶片的自振频率，比较所监测的叶片自振频率与叶片的固有频率的偏差，当叶片自振频率与叶片的固有频率的偏差超过预设的阈值时，进行叶片结冰的报警。上述叶片结冰的报警方法，需要在风力发电机组的叶片上安装传感器，成本高；外部环境因素复杂，对传感器影响大，探测结果不准确，容易出现误报警。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种叶片结冰报警的方法及装置，从而能够不采用传感器，实现叶片结冰报警，避免外部环境对传感器的影响，降低成本。
为此，本发明解决技术问题的技术方案是：
一种叶片结冰报警的方法，所述方法包括：
获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据包括实测风速数据和实测功率数据；
计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，所述基准关系数据包括基准风速数据和基准功率数据；
当每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，输出叶片报警结果；
其中，N次是1次或者连续的大于1的整数次。
可选的，获取所述预设的基准关系数据的方法包括：
获取第一时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第一运行数据；
将所述第一运行数据中风速的取值范围划分为多个风速段；
获取每个风速段的第一运行数据，每个风速段的第一运行数据中的风速属于该风速段；
计算每个风速段的所有第一运行数据中风速的平均值，作为该风速段的基准风速数据，计算每个风速段的所有第一运行数据中功率的平均值，作为该风速段的基准功率数据；所述预设的基准关系数据包括每个风速段的基准风速数据与该风速段的基准功率数据的对应关系。
可选的，所述获取N次所采集的实测关系数据包括：
获取N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第二运行数据；
计算每个第二时间段内所有第二运行数据的风速的平均值，作为该第二时间段的实测风速数据，计算每个第二时间段内所有第二运行数据的功率的平均值，作为该第二时间段的实测功率数据，所述N次所采集的实测关系数据包括每个第二时间段的实测风速数据与该第二时间段的实测功率数据的对应关系。
可选的，所述获取N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据包括：
获取N个连续的第二时间段内所采集的运行数据，所述运行数据包括实测功率数据、实测风速数据、发电状态、变桨信息、偏航信息、以及故障信息；
从所述N个连续的第二时间段内所采集的运行数据中去除满足预设的过滤判定条件的运行数据，获得N个连续的第二时间段内的满足正常发电状态的运行数据，所述预设的过滤判定条件包括发电状态不是正常发电状态的运行数据，变桨不是0度的运行数据，偏航调整过程中的运行数据，以及包含故障信息的运行数据。
一种叶片结冰报警的方法，所述方法包括：
判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数；
当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出风力发电场内叶片结冰的报警；
所述判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数包括：
接收风力发电场内每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，根据所述每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断所述风力发电场内每台风力发电机组是否结冰，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数；
或者，
接收风力发电场内每台风力发电机组的发送的该风力发电机组的叶片是否结冰的结果，根据每台风力发电机组的叶片是否结冰的结果，判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，每台风力发电机组的根据该风力发电机组N次所采集的实测关系数据，按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断该风力发电机组的叶片是否结冰。
一种叶片结冰报警的装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据包括实测风速数据和实测功率数据；
第一计算模块，用于计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差；
报警模块，用于当每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，输出叶片报警结果；
其中，N次是1次或者连续的大于1的整数次。
可选的，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取第一时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第一运行数据；
划分模块，用于将所述第一运行数据中风速的取值范围划分为多个风速段；
第三获取模块，用于获取每个风速段的第一运行数据，每个风速段的第一运行数据中的风速属于该风速段；
第二计算模块，用于计算每个风速段的所有第一运行数据中风速的平均值，作为该风速段的基准风速数据，计算每个风速段的所有第一运行数据中功率的平均值，作为该风速段的基准功率数据；所述预设的基准关系数据包括每个风速段的基准风速数据与该风速段的基准功率数据的对应关系。
可选的，所述第一获取模块包括：
获取单元，用于获取N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第二运行数据；
计算单元，用于计算每个第二时间段内所有第二运行数据的风速的平均值，作为该第二时间段的实测风速数据，计算每个第二时间段内所有第二运行数据的功率的平均值，作为该第二时间段的实测功率数据，所述N次所采集的实测关系数据包括每个第二时间段的实测风速数据与该第二时间段的实测功率数据的对应关系。
可选的，所述获取单元包括：
第一获取子单元，用于获取N个连续的第二时间段内所采集的运行数据，所述运行数据包括实测功率数据、实测风速数据、发电状态、变桨信息、偏航信息、以及故障信息；
去除子单元，用于从所述N个连续的第二时间段内所采集的运行数据中去除满足预设的过滤判定条件的运行数据，获得N个连续的第二时间段内的满足正常发电状态的运行数据，所述预设的过滤判定条件包括发电状态不是正常发电状态的运行数据，变桨不是0度的运行数据，偏航调整过程中的运行数据，以及包含故障信息的运行数据。
一种叶片结冰报警的装置，所述装置包括：
与风力发电场内每台风力发电机组进行通信的控制器；所述控制器，用于接收风力发电场内每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，根据所述每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断所述风力发电场内每台风力发电机组是否结冰，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出风力发电场内叶片结冰的报警；
或者，
所述控制器，接收风力发电场内每台风力发电机组按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断及发送的该风力发电机组的叶片是否结冰的结果，根据风力发电场内每台风力发电机组的叶片是否结冰的结果，判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出风力发电场内叶片结冰的报警。
通过上述技术方案可知，本发明有如下有益效果：
本发明实施例提供了叶片结冰报警的方法及装置，获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据包括实测风速数据和实测功率数据；计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，所述基准关系数据包括基准风速数据和基准功率数据；当每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，输出叶片报警结果。比较实测关系数据与基准关系数据的偏差，即可实现叶片结冰的报警，无需使用传感器，降低成本，避免外部环境因素对传感器产生的影响所造成的误报警的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的叶片结冰报警的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的计算偏差一种实例示意图；
图3为本发明实施例提供的计算偏差另一种实例示意图；
图4为本发明实施例提供的计算偏差再一种实例示意图；
图5为本发明实施例提供的计算偏差又一种实例示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种叶片结冰报警的方法流程图；
图7为本发明实施例提供的叶片报警的装置结构示意图；
图8为本发明实施例提供的另一种叶片结冰报警的装置结构示意图。
具体实施方式
为了给出不采用传感器进行叶片结冰报警的实现方案，本发明实施例提供了一种叶片结冰报警的方法及装置，以下结合说明书附图对本发明的实施例进行说明。
方法实施例
图1为本发明实施例提供的叶片结冰报警的方法流程图，包括：
步骤101：获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据包括实测风速数据和实测功率数据。
获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据都包括该次所采集的实测风速数据，以及该次所采集的实测功率数据，即每次所采集的实测关系数据包括该次所采集的实测风速数据与实测功率数据的对应关系。
在具体实现时，获取N次所采集的实测关系数据，包括至少如下几种可能的实现方式：
第一种可能的实现方式，N次为1次，则1次所采集的实测关系数据，指的是获取1个瞬时时刻所采集的满足正常发电状态的运行数据中的实测风速数据和实测功率数据。
第二种可能的实现方式，N次为1次，则获取1次所采集的实测关系数据包括：
获取1个第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第二运行数据；
计算所述第二时间段内所有第二运行数据的风速的平均值，作为该第二时间段的实测风速数据，计算所述第二时间段内所有第二运行数据的功率的平均值，作为该第二时间段的实测功率数据，所述1次所采集的实测关系数据包括所述第二时间段的实测风速数据与该第二时间段的实测功率数据的对应关系。
第二种实现方式中，1次所采集的实测关系数据并不是一个瞬时时刻所采集的满足正常发电状态的运行数据中的实测风速数据和实测功率数据，而是根据1个第二时间段内所采集的第二运行数据所得到的。
第二时间段内所采集的第二运行数据包括多次瞬时时刻所采集的满足正常发电状态的运行数据。计算第二时间段内所采集的第二运行数据的风速的平均值作为实测关系数据的实测风速数据，计算第二时间段内所采集的第二运行数据的功率的平均值作为实测关系数据的实测功率数据。即第二种实现方式中，实测关系数据中的实测风速数据和实测功率数据是1个第二时间段内的平均值。
第三种可能的实现方式，N次为连续的大于1的整数次，则N次所采集的实测关系数据，指的是获取N个瞬时时刻所采集的满足正常发电状态的运行数据中的实测风速数据和实测功率数据。
第四种可能的实现方式，N次为连续的大于1的整数次，获取N次所采集的实测关系数据包括：
获取N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第二运行数据；
计算每个第二时间段内所有第二运行数据的风速的平均值，作为该第二时间段的实测风速数据，计算每个第二时间段内所有第二运行数据的功率的平均值，作为该第二时间段的实测功率数据，所述N次所采集的实测关系数据包括每个第二时间段的实测风速数据与该第二时间段的实测功率数据的对应关系。
第四种可能的实现方式中，N次所采集的实测关系数据，每1次所采集的实测关系数据并不是一个瞬时时刻所采集的满足正常发电状态的运行数据中的实测风速数据和实测功率数据，而是根据1个第二时间段内所采集的第二运行数据所得到的。
1个第二时间段内所采集的第二运行数据包括多次瞬时时刻所采集的满足正常发电状态的运行数据。计算第二时间段内所采集的第二运行数据的风速的平均值作为实测关系数据的实测风速数据，计算第二时间段内所采集的第二运行数据的功率的平均值作为实测关系数据的实测功率数据。
即第四种实现方式中，包含N个实测关系数据，每个实测关系数据中的实测风速数据和实测功率数据是1个第二时间段内的平均值。并且，N个实测关系数据是根据N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据得到的。
其中，第二时间段是采集一次运行数据的所持续的时间长度。例如：第一时间段是10分钟，则将10分钟内所采集的运行数据作为一个整体；若第一时间段是5分钟，则将5分钟内所采集的运行数据作为一个整体。当然，除了上述两个实例以外，还可以根据实际需要具体设定，这里不再一一赘述。
N次所采集的实测关系数据，当N次为1次时，即根据1次所采集的实测关系数据即可判断叶片结冰。当N次为连续的大于1的整数次时，则需要根据连续N次所获得的实测关系数据，才能判断叶片是否结冰。
这里可以理解的是，N为1次时，第二种可能的实现方式优于第一种可能的实现方式，利用第二时间段内采集的第二运行数据所得的实测关系数据，比1个瞬时时刻所采集的运行数据所得的实测关系数据，更能反映当前叶片是否结冰的状态。基于此，第四种可能的实现方式由于第三种可能的实现方式。并且，第三种可能的实现方式优于第一种可能的实现方式，第四种可能的实现方式优于第二种可能的实现方式，N为连续的大于1的整数次时，能够获得更多的运行数据，更准确的反应叶片是否结冰的状态。
这里可以理解的是，N的个数越大，采集运行数据所持续的时长越长，所获得的运行数据越多，判断叶片结冰的结果越准确。N的个数可以由技术人员根据实际需要具体设定。
在一个例子中，所述获取N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据包括：
获取N个连续的第二时间段内所采集的运行数据，所述运行数据包括实测功率数据、实测风速数据、发电状态、变桨信息、偏航信息、以及故障信息；
从所述N个连续的第二时间段内所采集的运行数据中去除满足预设的过滤判定条件的运行数据，获得N个连续的第二时间段内的满足正常发电状态的运行数据，所述预设的过滤判定条件包括发电状态不是正常发电状态的运行数据，变桨不是0度的运行数据，偏航调整过程中的运行数据，以及包含故障信息的运行数据。
一般情况下，所采集的运行数据包括风力发电机组各种工作状态下的运行数据，只有正常发电状态的运行数据中的风速数据和功率数据，能够正确反应叶片是否结冰的状态。因此，需要从所采集的运行数据中去除满足预设的过滤判定条件的运行数据。
预设的过滤判定条件包括：即去除发电状态不是正常发电状态的运行数据；去除变桨不是0度的运行数据；去除偏航调整过程中的运行数据；去除包含故障信息的运行数据等。也就是说，保留发电状态为正常发电状态，变桨为0度，偏航过程结束，以及没有故障信息的运行数据。保留的运行数据即为N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据。
这里需要说明的是，若N次所采集的运行数据是瞬时时刻所采集的运行数据，则该运行数据也根据上述预设的过滤判定条件进行处理，若瞬时时刻采集的运行数据不满足该预设的过滤判定条件，则保留；若瞬时时刻采集的运行数据满足该预设的过滤判定条件，则舍弃，重新再采集运行数据。
在一个例子中，预设的过滤判定条件中还包括温度不符合叶片结冰条件的运行数据，为温度为5℃以上所采集的运行数据，则去除温度为5℃以上所采集的运行数据，只保留温度为5℃以下所采集的运行数据，这是由于5℃以上叶片几乎不能结冰。进一步减少第二运行数据的个数，提高叶片结冰报警的速度。
步骤102：计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，所述基准关系数据包括基准风速数据和基准功率数据。
预设的基准关系数据可以是技术人员根据实际情况自行设定的，也可以是根据历史所采集的运行数据计算得到的，能够表征风速与功率对应关系的数据。预设的基准关系数据，可以是包括多组基准风速数据与基准功率数据的数值的数据，也可以是一条表示风速与功率对应关系的曲线。
在一个例子中，获取所述预设的基准关系数据的方法包括：
获取第一时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第一运行数据；
将所述第一运行数据中风速的取值范围划分为多个风速段；
获取每个风速段的第一运行数据，每个风速段的第一运行数据中的风速属于该风速段；
计算每个风速段的所有第一运行数据中风速的平均值，作为该风速段的基准风速数据，计算每个风速段的所有第一运行数据中功率的平均值，作为该风速段的基准功率数据；所述预设的基准关系数据包括每个风速段的基准风速数据与该风速段的基准功率数据的对应关系。
获取第一时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第一运行数据。其中，第一时间段是远大于第二时间段的一个时间段。具体实现时，可以先获取第二时间段内所采集的所有运行数据，根据预设的过滤判定条件对第一时间段内所采集的所有运行数据进行过滤，去除满足预设的过滤判定条件的运行数据，保留不满足预设的过滤判定条件的数据，从而仅保留发电状态为正常发电状态，变桨为0度，偏航过程结束，以及没有故障信息的运行数据作为第一运行数据。即第一运行数据是在第一时间段内，叶片没有结冰的状态下，所采集的满足正常发电状态的运行数据，能够准确表示叶片没有结冰的状态下，风力发电机组为正常发电状态时，风速数据与功率数据的对应关系。
将第一运行数据中风速的取值范围划分为多个风速段。第一运行数据中风速范围由第一时间段所表示的时长，以及所选取第一时间段具体所处的时刻所决定，以能够连续覆盖3m/s至12m/s为优。风速段的大小表示该风速段最大风速与最小风速的差。一般情况下，每个风速段的大小相同，风速段的大小可以根据实际情况具体设定，风速段的大小可以设置为0.1m/s至1m/s之间的任意数值。
若一个第一运行数据中的风速在一个风速段内，则该第一运行数据属于该风速段。举例说明：若一个风速段为5m/s～6m/s，若一个第一运行数据的风速为5.5m/s，则该第一运行数据属于该风速段5m/s～6m/s；若一个第一运行数据的风速为6.5m/s，则该第一运行数据不属于该风速段5m/s～6m/s。
获取每个风速段的第一运行数据，计算每个风速段的所有第一运行数据的风速的平均值作为基准风速数据，计算每个风速段的所有第一运行数据的功率的平均值作为基准功率数据，同一个风速段的基准风速数据和基准功率数据相对应，建立基准风速数据和基准功率数据的对应关系作为预设的基准关系数据。
在实际应用中，可以设置每隔一段时间更新预设的基准关系。可以理解的是，在气温较低时，叶片容易发生结冰现象，则可以增加更新预设的基准关系数据的频率，用来准确反映外部环境气温较低时，风速数据与功率数据的对应关系；在气温较高时，叶片不容易发生结冰现象，则可以减少更新预设的基准关系数据的频率。
这里可以理解的是，预设的基准关系数据可以是多组基准风速数据的值与基准功率数据的值组成的数据。在这种情况下，计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，至少包括两种可能的实现方式：
第一种可能的实现方式：
根据每次所采集的实测关系数据中的实测风速数据，从预设的基准关系数据中查找每次的第一近似基准数据和第二近似基准数据，每次的第一近似基准数据的基准风速数据和第二近似基准数据中的基准风速数据是与该次所采集的实测风速数据中的实测风速数据偏差最小的两个基准风速数据；
根据每次所采集的实测关系数据，第一近似基准数据，以及第二近似基准数据计算每次的功率的偏差。
根据每次所采集的实测关系数据中的实测风速数据，从预设的基准关系数据中查找每次的第一近似基准数据和第二近似基准数据。每次的第一近似基准数据中的基准风速数据是比该次的实测关系数据的实测风速数据大，并且风速数据的差值最小的基准风速数据；第二近似基准数据中的基准风速数据是比该次的实测关系数据的实测风速数据小，并且风速数据的差值最小的基准风速数据。由于预设的基准关系数据中基准风速数据是均匀单调递增的，因此，可以从预设的标准平均数据中查找到与该次的实测关系数据最接近的两个基准关系数据。
如图2所示，计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，即计算第一时间段的实测平均数据(实测风速数据，实测功率数据)所表示的点，到第一近似基准数据(基准风速数据，基准功率数据)和第二近似基准数据(基准风速数据，基准功率数据)两点的连线的纵坐标的值作为功率的偏差。判断每次所得的功率的偏差是否大于预设的阈值从而判断叶片是否结冰。若N为1次，则判断1次即可得到叶片是否结冰的结果，若N为连续的大于1的整数次，则判断N次所得的功率的偏差是否都大于预设的阈值，才能得到叶片是否结冰的结果。
第二种可能的实现方式：
根据每次实测关系数据中的实测功率数据，从预设的基准关系数据中查找第三近似基准数据和第四近似基准数据，每次的第三近似基准数据的基准功率数据和第四近似基准数据中的基准功率数据是与该次所采集的实测风速数据中的实测功率数据偏差最小的两个基准功率数据；
根据每次所采集的实测关系数据，第三近似基准数据，以及第四近似基准数据计算每次的功率的偏差。
根据每次所采集的实测关系数据中的实测功率数据，从预设的基准关系数据中查找每次的第三近似基准数据和第四近似基准数据。每次的第三近似基准数据中的基准功率数据是比该次的实测关系数据的实测功率数据大，并且功率数据的差值最小的基准功率数据；第四近似基准数据中的基准功率数据是比该次的实测关系数据的实测功率数据小，并且功率数据的差值最小的基准功率数据。由于预设的基准关系数据中基准功率数据是均匀单调递增的，因此，可以从预设的标准平均数据中查找到与该次的实测关系数据最接近的两个基准关系数据。
如图3所示，计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，即计算第一时间段的实测平均数据(实测风速数据，实测功率数据)所表示的点，到第三近似基准数据(基准风速数据，基准功率数据)和第四近似基准数据(基准风速数据，基准功率数据)两点的连线的横坐标的值作为风速的偏差。
判断每次所得的风速的偏差是否大于预设的阈值从而判断叶片是否结冰。若N为1次，则判断1次即可得到叶片是否结冰的结果，若N为连续的大于1的整数次，则判断N次所得的风速的偏差是否都大于预设的阈值，才能得到叶片是否结冰的结果。
这里可以理解的是，预设的基准关系数据还可以是表示基准风速数据与基准功率数据对应关系的曲线。在这种情况下，计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，至少包括两种可能的实现方式：
第三种可能的实现方式，如图4所示：
从预设的基准基线上查找每次所采集的实测关系数据中实测风速数据所对应的基准功率数据作为该次的基准功率数据；
计算每次所采集的实测关系数据中实测功率数据与该次的基准功率数据的功率偏差。
即从表示基准风速数据与基准功率数据对应关系的基准关系曲线上，找到每次实测关系数据中实测风速数据所对应的基准功率数据，计算该次实时功率数据与该基准功率数据的功率偏差，根据该功率偏差是否大于预设的阈值判断该次叶片是否结冰。
第四种可能的实现方式，如图5所示：
从预设的基准基线上查找每次所采集的实测关系数据中实测功率数据所对应的基准风速数据作为该次的基准风速数据；
计算每次所采集的实测关系数据中实测风速数据与该次的基准风速数据的风速偏差。
即从表示基准风速数据与基准功率数据对应关系的基准关系曲线上，找到每次实测关系数据中实测功率数据所对应的基准风速数据，计算该次实时风速数据与该基准风速数据的风速偏差，根据该风速偏差是否大于预设的阈值判断该次叶片是否结冰。
步骤103：当每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，输出叶片报警结果；
其中，N次是1次或者连续的大于1的整数次。
当N次是1次时，1次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差大于预设的阈值时，即可输出叶片结冰的报警结果。当N是连续的大于1的整数次时，每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，才能输出叶片结冰的报警结果。
这里需要说明的是，具体实现时，按照时间先后顺序，先获取第1个实测关系数据，计算第1个实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，判断第1个实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差是否大于预设的阈值，如果第1个实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差大于预设的阈值，则获取第2个实测关系数据，重复上述步骤，以此类推。如果N次连续采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设的阈值，则输出叶片结冰的报警结果。如果第j个实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差不大于预设的阈值，j为小于N的整数，则获取j+1个所采集的实测关系数据作为第1个实测关系数据，即将N归1，重新按照上述步骤再次判定。
可以理解的是，在实际应用中，当N大于1时，判断实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差是否大于预设的阈值时，是按照实测关系数据所采集的时间先后顺序进行独立的实时的判断，这样才能实时监测叶片是否结冰的状态。
为了更好的说明本发明所提供的叶片结冰报警的技术方案，下面结合具体场景进行详细说明。
场景一：N次是1次时，获取1个第二时间段(10:00～10：10)所采集的实测关系数据，判断该第二时间段(10:00～10：10)的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差是否大于预设的阈值，当该第二时间段(10:00～10：10)的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差大于预设的阈值时，输出该第二时间段(10:00～10：10)内叶片结冰的告警结果；当该第二时间段(10:00～10：10)的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差不大于预设的阈值时，则该第一时间段(10:00～10：10)内叶片没有结冰。
场景二：N次是连续的大于1的整数次时，获取第1个第二时间段(10:00～10：10)所采集的实测关系数据，判断第1个第二时间段(10:00～10：10)的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差是否大于预设的阈值，当第1个第二时间段(10:00～10：10)的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差大于预设的阈值时，第1个第二时间段(10:00～10：10)内叶片结冰，获取第2个第二时间段(10:10～10：20)所采集的实测关系数据，判断第2个第二时间段(10:10～10：20)的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差是否大于预设的阈值，当第2个第二时间段(10:10～10：20)的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差大于预设的阈值时，第2个第二时间段(10:10～10：20)内叶片结冰，获取第3个第二时间段(10:20～10：30)所采集的实测关系数据，判断第3个第二时间段(10:20～10：30)的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差是否大于预设的阈值，当第3个第二时间段(10:20～10：30)的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差大于预设的阈值时，输出叶片结冰的报警结果。即持续30分钟内叶片都结冰，则输出叶片结冰的报警结果。
可以理解的是，多个连续的第二时间段的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设的阈值时，输出叶片结冰的报警结果，准确率高，能避免临时的外界环境变化，或者风力发电机组故障等因素带来的误报。
由上述内容可知，本发明有如下有益效果：
本发明中，获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据包括实测风速数据和实测功率数据；计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，所述基准关系数据包括基准风速数据和基准功率数据；当每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，输出叶片报警结果。比较实测关系数据与基准关系数据的偏差，即可实现叶片结冰的报警，无需使用传感器，降低成本，避免外部环境因素对传感器产生的影响所造成的误报警的问题。
图6为本发明实施例提供的一种叶片结冰报警的方法，包括：
步骤601：判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数。
步骤602：当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出风力发电场内叶片结冰的报警。
所述判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数包括：
图1所示的方法，指的是当1台风力发电机组的叶片结冰时，即输出叶片结冰的报警结果。本发明还提供一个具体实例，当多台风力发电机组的叶片都结冰时再输出叶片结冰报警的结果，而不是对每台叶片结冰的风力发电机组都输出一个叶片报警结果。
即一个风力发电场内有多台风力发电机组，判断出一台风力发电机组的叶片结冰时，并不输出叶片结冰的报警结果，而是当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，才输出叶片结冰的报警结果。
具体实现时，可以采用如下两种具体的实现方式：
在上述例子中，所述判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数包括：
接收风力发电场内每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，根据所述每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断所述风力发电场内每台风力发电机组是否结冰，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数；
接收风力发电场内每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，根据图1所示的方法，逐一判断风力发电场内每台风力发电机组的叶片是否结冰，根据风力发电场内每台风力发电机组是否结冰的结果，统计风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数。
在上述例子中，所述判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数包括：
接收风力发电场内每台风力发电机组的发送的该风力发电机组的叶片是否结冰的结果，根据每台风力发电机组的叶片是否结冰的结果，判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，每台风力发电机组的根据该风力发电机组N次所采集的实测关系数据，按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断该风力发电机组的叶片是否结冰。
在另一个例子中，在风力发电场中，每台风力发电机组的单独判断该风力发电机组的叶片是否结冰，接收每台风力发电机组发送的该风力发电机组的叶片是否结冰的结果，根据风力发电场内每台风力发电机组发送的该风力发电机组的叶片是否结冰的结果，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数。
两类叶片结冰报警的方法可以结合使用，可以得到以下四种实施方式。第一种，根据一台风力发电机组所采集的1次实测关系数据判断叶片结冰，输出叶片结冰的报警结果；第二种，根据一台风力发电机组所采集的N次实测关系数据判断叶片结冰，输出叶片结冰的报警结果；第三种，风力发电场内，根据每台风力发电机组所采集的1次实测关系数据，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，即可输出叶片结冰的报警结果；第四种，风力发电场内，根据每台风力发电机组所采集的N次实测关系数据，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，即可输出叶片结冰的报警结果
装置实施例
图7为本发明实施例提供的叶片结冰报警的装置结构示意图，包括：
第一获取模块701，用于获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据包括实测风速数据和实测功率数据。
第一计算模块702，用于计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差。
报警模块703，用于当每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，输出叶片报警结果；
其中，N次是1次或者连续的大于1的整数次。
在一个例子中，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取第一时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第一运行数据；
划分模块，用于将所述第一运行数据中风速的取值范围划分为多个风速段；
第三获取模块，用于获取每个风速段的第一运行数据，每个风速段的第一运行数据中的风速属于该风速段；
第二计算模块，用于计算每个风速段的所有第一运行数据中风速的平均值，作为该风速段的基准风速数据，计算每个风速段的所有第一运行数据中功率的平均值，作为该风速段的基准功率数据；所述预设的基准关系数据包括每个风速段的基准风速数据与该风速段的基准功率数据的对应关系。
在一个例子中，所述第一获取模块包括：
获取单元，用于获取N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第二运行数据；
计算单元，用于计算每个第二时间段内所有第二运行数据的风速的平均值，作为该第二时间段的实测风速数据，计算每个第二时间段内所有第二运行数据的功率的平均值，作为该第二时间段的实测功率数据，所述N次所采集的实测关系数据包括每个第二时间段的实测风速数据与该第二时间段的实测功率数据的对应关系。
在一个例子中，所述获取单元包括：
第一获取子单元，用于获取N个连续的第二时间段内所采集的运行数据，所述运行数据包括实测功率数据、实测风速数据、发电状态、变桨信息、偏航信息、以及故障信息；
去除子单元，用于从所述N个连续的第二时间段内所采集的运行数据中去除满足预设的过滤判定条件的运行数据，获得N个连续的第二时间段内的满足正常发电状态的运行数据，所述预设的过滤判定条件包括发电状态不是正常发电状态的运行数据，变桨不是0度的运行数据，偏航调整过程中的运行数据，以及包含故障信息的运行数据。
在一个例子中，所述报警模块包括：
判断单元，用于判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数；
输出单元，用于当所述叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出叶片结冰的报警结果。
在一个例子中，所述判断单元包括：
第二获取子单元，用于获取所述风力发电场内每个风力发电机组N次所采集的实测关系数据；
判断子单元，用于根据每个风力发电机组N次所采集的实测关系数据判断该风力发电机组的叶片是否结冰；
第一统计子单元，用于统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数。
在一个例子中，所述判断单元包括：
接收子单元，用于接收所述风力发电场内风力发电机发送的叶片结冰的信息；
第二统计子单元，用于根据所述风力发电机发送的叶片结冰的信息，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数。
图7所示的叶片结冰报警的装置是与图1所示的方法所对应的装置，与图1所示的方法实施方法类似，参考图1所示的方法中的描述，这里不再赘述。
图8为本发明实施例提供的叶片结冰报警的装置结构示意图，包括：
风力发电场内多台风力发电机组p1～pm，以及与风力发电场内每台风力发电机组进行通信的控制器801。
第一种可能的实现方式：
所述风力发电场内每台风力发电机组p1～pm，用于发送N次所采集的实测关系数据。
所述控制器801，用于接收风力发电场内每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，根据所述每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，按照图1所示的方法判断所述风力发电场内每台风力发电机组是否结冰，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出风力发电场内叶片结冰的报警。
第二种可能的实现方式：
所述风力发电场内每台风力发电机组p1～pm，用于N次所采集的实测关系数据，按照图1所示的方法判断所述风力发电场内每台风力发电机组是否结冰，发送叶片是否结冰的结果。
所述控制器801，接收风力发电场内每台风力发电机组发送的该风力发电机组的叶片是否结冰的结果，根据风力发电场内每台风力发电机组的叶片是否结冰的结果，判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出风力发电场内叶片结冰的报警。
图8所示的叶片结冰报警的装置具体可以是单个风力发电机组中的主控器，也可以是与各风力发电机组的主控器通信的中央控制器。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种叶片结冰报警的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据包括实测风速数据和实测功率数据，所述实测关系数据表征所述实测风速数据和所述实测功率数据的对应关系；
计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，所述基准关系数据包括根据实际情况设定或根据历史所采集的运行数据得到的基准风速数据和基准功率数据，所述基准关系数据表征所述基准风速数据和所述基准功率数据的对应关系；
当每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，输出叶片报警结果；
其中，N次是1次或者连续的大于1的整数次；
所述计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差的步骤包括：
根据每次所采集的实测关系数据中的实测风速数据，从预设的基准关系数据中查找每次的第一近似基准数据和第二近似基准数据，每次的第一近似基准数据的基准风速数据和第二近似基准数据中的基准风速数据是与该次所采集的实测风速数据中的实测风速数据偏差最小的两个基准风速数据；其中，每次的第一近似基准数据中的基准风速数据是比该次的实测关系数据的实测风速数据大，并且风速数据的差值最小的基准风速数据；第二近似基准数据中的基准风速数据是比该次的实测关系数据的实测风速数据小，并且风速数据的差值最小的基准风速数据；
根据每次所采集的实测关系数据，第一近似基准数据，以及第二近似基准数据计算每次的功率的偏差；或，
根据每次实测关系数据中的实测功率数据，从预设的基准关系数据中查找第三近似基准数据和第四近似基准数据，每次的第三近似基准数据的基准功率数据和第四近似基准数据中的基准功率数据是与该次所采集的实测风速数据中的实测功率数据偏差最小的两个基准功率数据；其中，每次的第三近似基准数据中的基准功率数据是比该次的实测关系数据的实测功率数据大，并且功率数据的差值最小的基准功率数据；第四近似基准数据中的基准功率数据是比该次的实测关系数据的实测功率数据小，并且功率数据的差值最小的基准功率数据；
根据每次所采集的实测关系数据，第三近似基准数据，以及第四近似基准数据计算每次的风速的偏差。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述预设的基准关系数据的方法包括：
获取第一时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第一运行数据；
将所述第一运行数据中风速的取值范围划分为多个风速段；
获取每个风速段的第一运行数据，每个风速段的第一运行数据中的风速属于该风速段；
计算每个风速段的所有第一运行数据中风速的平均值，作为该风速段的基准风速数据，计算每个风速段的所有第一运行数据中功率的平均值，作为该风速段的基准功率数据；所述预设的基准关系数据包括每个风速段的基准风速数据与该风速段的基准功率数据的对应关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取N次所采集的实测关系数据包括：
获取N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第二运行数据；
计算每个第二时间段内所有第二运行数据的风速的平均值，作为该第二时间段的实测风速数据，计算每个第二时间段内所有第二运行数据的功率的平均值，作为该第二时间段的实测功率数据，所述N次所采集的实测关系数据包括每个第二时间段的实测风速数据与该第二时间段的实测功率数据的对应关系。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据包括：
获取N个连续的第二时间段内所采集的运行数据，所述运行数据包括实测功率数据、实测风速数据、发电状态、变桨信息、偏航信息、以及故障信息；
从所述N个连续的第二时间段内所采集的运行数据中去除满足预设的过滤判定条件的运行数据，获得N个连续的第二时间段内的满足正常发电状态的运行数据，所述预设的过滤判定条件包括发电状态不是正常发电状态的运行数据，变桨不是0度的运行数据，偏航调整过程中的运行数据，以及包含故障信息的运行数据。
5.一种叶片结冰报警的方法，其特征在于，所述方法包括：
判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数；
当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出风力发电场内叶片结冰的报警；
所述判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数包括：
接收风力发电场内每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，根据所述每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断所述风力发电场内每台风力发电机组是否结冰，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数；
或者，
接收风力发电场内每台风力发电机组的发送的该风力发电机组的叶片是否结冰的结果，根据每台风力发电机组的叶片是否结冰的结果，判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，每台风力发电机组的根据该风力发电机组N次所采集的实测关系数据，按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断该风力发电机组的叶片是否结冰。
6.一种叶片结冰报警的装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于获取N次所采集的实测关系数据，每次所采集的实测关系数据包括实测风速数据和实测功率数据，所述实测关系数据表征所述实测风速数据和所述实测功率数据的对应关系；
第一计算模块，用于计算每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差，所述基准关系数据包括根据实际情况设定或根据历史所采集的运行数据得到的基准风速数据和基准功率数据，所述基准关系数据表征所述基准风速数据和所述基准功率数据的对应关系；
报警模块，用于当每次所采集的实测关系数据与预设的基准关系数据的偏差都大于预设阈值时，输出叶片报警结果；
其中，N次是1次或者连续的大于1的整数次；
所述第一计算模块具体用于：
根据每次所采集的实测关系数据中的实测风速数据，从预设的基准关系数据中查找每次的第一近似基准数据和第二近似基准数据，每次的第一近似基准数据的基准风速数据和第二近似基准数据中的基准风速数据是与该次所采集的实测风速数据中的实测风速数据偏差最小的两个基准风速数据；其中，每次的第一近似基准数据中的基准风速数据是比该次的实测关系数据的实测风速数据大，并且风速数据的差值最小的基准风速数据；第二近似基准数据中的基准风速数据是比该次的实测关系数据的实测风速数据小，并且风速数据的差值最小的基准风速数据；
根据每次所采集的实测关系数据，第一近似基准数据，以及第二近似基准数据计算每次的功率的偏差；或，
根据每次实测关系数据中的实测功率数据，从预设的基准关系数据中查找第三近似基准数据和第四近似基准数据，每次的第三近似基准数据的基准功率数据和第四近似基准数据中的基准功率数据是与该次所采集的实测风速数据中的实测功率数据偏差最小的两个基准功率数据；其中，每次的第三近似基准数据中的基准功率数据是比该次的实测关系数据的实测功率数据大，并且功率数据的差值最小的基准功率数据；第四近似基准数据中的基准功率数据是比该次的实测关系数据的实测功率数据小，并且功率数据的差值最小的基准功率数据；
根据每次所采集的实测关系数据，第三近似基准数据，以及第四近似基准数据计算每次的风速的偏差。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二获取模块，用于获取第一时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第一运行数据；
划分模块，用于将所述第一运行数据中风速的取值范围划分为多个风速段；
第三获取模块，用于获取每个风速段的第一运行数据，每个风速段的第一运行数据中的风速属于该风速段；
第二计算模块，用于计算每个风速段的所有第一运行数据中风速的平均值，作为该风速段的基准风速数据，计算每个风速段的所有第一运行数据中功率的平均值，作为该风速段的基准功率数据；所述预设的基准关系数据包括每个风速段的基准风速数据与该风速段的基准功率数据的对应关系。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括：
获取单元，用于获取N个连续的第二时间段内所采集的满足正常发电状态的运行数据作为第二运行数据；
计算单元，用于计算每个第二时间段内所有第二运行数据的风速的平均值，作为该第二时间段的实测风速数据，计算每个第二时间段内所有第二运行数据的功率的平均值，作为该第二时间段的实测功率数据，所述N次所采集的实测关系数据包括每个第二时间段的实测风速数据与该第二时间段的实测功率数据的对应关系。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取单元包括：
第一获取子单元，用于获取N个连续的第二时间段内所采集的运行数据，所述运行数据包括实测功率数据、实测风速数据、发电状态、变桨信息、偏航信息、以及故障信息；
去除子单元，用于从所述N个连续的第二时间段内所采集的运行数据中去除满足预设的过滤判定条件的运行数据，获得N个连续的第二时间段内的满足正常发电状态的运行数据，所述预设的过滤判定条件包括发电状态不是正常发电状态的运行数据，变桨不是0度的运行数据，偏航调整过程中的运行数据，以及包含故障信息的运行数据。
10.一种叶片结冰报警的装置，其特征在于，所述装置包括：
与风力发电场内每台风力发电机组进行通信的控制器；
所述控制器，用于接收风力发电场内每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，根据所述每台风力发电机组N次所采集的实测关系数据，按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断所述风力发电场内每台风力发电机组是否结冰，统计所述风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出风力发电场内叶片结冰的报警；
或者，
所述控制器，接收风力发电场内每台风力发电机组按照权利要求1-4任意一项所述的方法判断及发送的该风力发电机组的叶片是否结冰的结果，根据风力发电场内每台风力发电机组的叶片是否结冰的结果，判断风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数是否超过预设个数，当风力发电场内叶片结冰的风力发电机组的个数超过预设个数时，输出风力发电场内叶片结冰的报警。
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