CN114481141A - 海上风电机组阴极保护方法、设备及存储介质 - Google Patents
海上风电机组阴极保护方法、设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114481141A CN114481141A CN202210125989.3A CN202210125989A CN114481141A CN 114481141 A CN114481141 A CN 114481141A CN 202210125989 A CN202210125989 A CN 202210125989A CN 114481141 A CN114481141 A CN 114481141A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cathodic protection
- offshore wind
- current
- wind turbine
- protection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/04—Controlling or regulating desired parameters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
- C23F13/06—Constructional parts, or assemblies of cathodic-protection apparatus
- C23F13/08—Electrodes specially adapted for inhibiting corrosion by cathodic protection; Manufacture thereof; Conducting electric current thereto
- C23F13/20—Conducting electric current to electrodes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Prevention Of Electric Corrosion (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
本发明公开了一种海上风电机组阴极保护方法、设备及存储介质，属于海上风电技术领域。本发明通过若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数；获取预设的指数计算模型，基于指数计算模型和健康指数，确定阴极保护的调整系数；获取阴极保护预设的设计电流，基于调整系数对设计电流进行计算，得到输出电流，将输出电流反馈至海上风电机组的阴极保护电源，以使阴极保护电源基于输出电流进行阴极保护；通过上述方式，通过海上风电腐蚀的环境参数和腐蚀速率参数，替代原有参比电极作为海上风电阴极保护状态的监测手段，实现输出电流的控制，通过多个参数数据的控制，保证输出电流的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及海上风电领域，尤其涉及海上风电机组阴极保护方法、设备及存储介质。
背景技术
海上风电具有风能效益高、风湍流强度小、风切变低、风场噪音、光、电磁等污染限制小，不占用宝贵土地资源等巨大优势，已成为未来风电开发的主战场，但是，由于海上风电所处的环境与陆地条件截然不同，其面临项目前期调研、风机制造、施工、升压站建设、风场运行维护、恶劣天气影响和海洋环境腐蚀七大难题，其中，海洋环境腐蚀问题是重中之重，腐蚀不但给海上风电设备带来了巨大安全隐患，缩短了设备运营寿命，也大大增加了风电的建设投资和运行维护成本。
目前，逐渐采用外加电流的方式保护海上风电机组的阴极，但外加电流的保护方式中，标准保护电位的给定基于历史经验得出，并不能完全证实真实材料在实际环境中的腐蚀和防护状态，导致阴极保护系统难以保证输出电位控制的准确性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种海上风电机组阴极保护方法、设备及存储介质，旨在提高海上风电设备的阴极保护中电位控制的准确性的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种海上风电机组阴极保护方法，所述海上风电机组阴极保护方法包括以下步骤：
若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数，其中，所述相关参数包括环境参数和腐蚀速率参数，所述环境参数包括保护电位参数和PH与氯离子参数；
获取预设的指数计算模型，基于所述指数计算模型和所述健康指数，确定阴极保护的调整系数；
获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护。
可选地，所述若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数的步骤之前，所述方法包括：
基于阴极保护系统的保护状态，判断所述当前系统是否处于调试状态；
若否，则确定所述当前系统处于运行模式，其中，所述运行模式包括恒电流运行模式、恒电位运行模式和所述监测调控运行模式。
可选地，所述若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数的步骤，包括：
若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的评估算法；
基于所述评估算法得到所述相关参数的健康指数。
可选地，所述基于所述评估算法得到所述相关参数的健康指数的步骤，包括：
获取所述相关参数对应的至少一个预设区间；
将通过所述评估算法得到的评估数据与至少一个所述预设区间进行比对，确定所述评估数据对应的目标区间；
获取所述目标区间的数值，得到所述健康指数。
可选地，所述获取预设的指数计算模型，基于所述指数计算模型和所述健康指数，确定阴极保护的调整系数的步骤，包括：
获取预设的指数计算模型；
获取所述健康指数对应的至少一个权重值；
基于所述健康指数和所述权重值，通过所述指数计算模型计算，得到阴极保护的调整系数。
可选地，所述获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护的步骤之后，所述方法包括：
获取所述海上风电机组的自然腐蚀电流，得到第一电流；
获取所述海上风电机组在阴极保护状态下的腐蚀电流，得到第二电流；
基于所述第一电流和所述第二电流，计算得到保护度；
根据所述保护度与预设的阈值，对所述输出电流进行优化。
可选地，所述获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护的步骤之后，所述方法包括：
监测所述海上风电机组的实时环境参数和实时腐蚀速率参数；
根据所述实时环境参数和所述实时腐蚀速率参数，生成腐蚀数据库；
基于所述腐蚀数据库和所述海上风电机组的运维数据，预测所述海上风电机组的使用寿命，得到寿命数据，输出所述寿命数据以供人员查看。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种海上风电机组阴极保护设备，所述海上风电机组阴极保护设备包括存储器、处理器和存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的海上风电机组阴极保护程序，所述海上风电机组阴极保护程序被所述处理器执行时实现如上所述的海上风电机组阴极保护方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有海上风电机组阴极保护程序，所述海上风电机组阴极保护程序被处理器执行时实现如上所述的海上风电机组阴极保护方法的步骤。
本发明通过若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数，其中，所述相关参数包括环境参数和腐蚀速率参数，所述环境参数包括保护电位参数和PH与氯离子参数；获取预设的指数计算模型，基于所述指数计算模型和所述健康指数，确定阴极保护的调整系数；获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护；通过上述方式，通过海上风电腐蚀的环境参数和腐蚀速率参数，替代原有参比电极作为海上风电阴极保护状态的监测手段，实现输出电流的控制，通过多个参数数据的控制，保证输出电流的准确性。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的海上风电机组阴极保护设备的结构示意图；
图2为本发明海上风电机组阴极保护方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明海上风电机组阴极保护装置的细化功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的海上风电机组阴极保护设备结构示意图。
如图1所示，该海上风电机组阴极保护设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（WIreless-FIdelity，WI-FI）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对海上风电机组阴极保护设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及海上风电机组阴极保护程序。
在图1所示的海上风电机组阴极保护设备中，网络接口1004主要用于与其他设备进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明海上风电机组阴极保护设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在海上风电机组阴极保护设备中，所述海上风电机组阴极保护设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的海上风电机组阴极保护程序，并执行本发明实施例提供的海上风电机组阴极保护方法。
本发明实施例提供了一种海上风电机组阴极保护方法，参照图2，图2为本发明一种海上风电机组阴极保护方法第一实施例的流程示意图。
本申请实施例提供了海上风电机组阴极保护方法的实施例，需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。本申请海上风电机组阴极保护方法各个实施例的执行主体是海上风电机组阴极保护系统。需要说明的是，海上风电机组阴极保护方法应用于海上风电机组阴极保护装置，该海上风电机组阴极保护装置属于海上风电机组阴极保护系统，该海上风电机组阴极保护系统属于海上风电机组阴极保护设备。
本实施例中，所述海上风电机组阴极保护方法包括：
步骤S10：若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数，其中，所述相关参数包括环境参数和腐蚀速率参数，所述环境参数包括保护电位参数和PH与氯离子参数；
在本实施例中，当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数，需要说明的是，当前系统是指海上风电机组的阴极保护系统。由于阴极保护系统有至少一种调控运行模式，其中，至少一种调控运行模式包括监测调控运行模式，监测调控运行模式是指根据本申请的方法自动进行控制输出电流，以进行防腐监测的模式，因此，在当前系统处于至少一种调控运行模式中的监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数。
需要说明的是，海上风电机组中包括阴极保护电源，该阴极保护电源包括辅助阳极、接地阴极、多功能腐蚀传感器、测量接地接口。通过多功能腐蚀传感器监测阴极保护相关参数，相关参数包括环境参数和腐蚀速率参数，其中，环境参数包括保护电位参数和PH与氯离子参数，通过多功能腐蚀传感器的监测，当前系统获取监测到的数值，得到健康指数。可以理解，环境参数不限于保护电位参数和PH与氯离子参数两个参数，与得到输出电流有关的环境参数均可被监测，因此，相关参数是根据管理者对风电机组的防腐蚀监测需求而设定的，在此不做具体限定。
进一步地，若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数之前，包括以下步骤A1-A2：
步骤A1，基于阴极保护系统的保护状态，判断所述当前系统是否处于调试状态；
步骤A2，若否，则确定所述当前系统处于运行模式，其中，所述运行模式包括恒电流运行模式、恒电位运行模式和所述监测调控运行模式。
在本实施例中，由于当前的阴极保护系统的保护状态存在调试状态和运行模式状态，若处于调试状态，则表示现场的处于现场调试的场景，该场景下的输出电流调试需通过人工半自动的控制，而处于运行模式状态时，则表示当前系统处于自动监测的场景，该场景下的输出电流的控制由系统设置的参数自动的进行监测和调整。因此，在执行若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数的步骤之前，需要基于阴极保护系统的保护状态，判断所述当前系统是否处于调试状态，若否，则表示当前系统处于运行模式。需要说明的是，运行模式中包括恒电流运行模式、恒电位运行模式和监测调控运行模式，其中，监测调控运行模式是执行本申请的海上风电机组阴极保护方法的模式；恒电流运行模式是恒定的输出电流供给于阴极，以降低风电机组的腐蚀速率；恒电位运行模式是恒定的电位反馈。
进一步地，若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数，包括以下步骤S11-S12：
步骤S11，若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的评估算法；
步骤S12，基于所述评估算法得到所述相关参数的健康指数。
在本实施例中，若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的评估算法，其中，相关参数包括保护电位参数、PH与氯离子参数、腐蚀速率参数。具体地，结合历史运行数据及系统调试过程中，分别对保护电位参数、PH与氯离子参数、腐蚀速率参数3个参数的评估区间、评估分值进行设置。其中，保护电位的评估计算指标包括保护电位控制精度、保护电位离散程度、保护电位波动特征频次；PH与氯离子评估计算指标包括PH与氯离子即时变化率评价、稳定性评价；腐蚀速率评估计算指标包括腐蚀速率即时变化率评价、腐蚀速率稳定性评价。
具体地，（1）保护电位参数的评估算法为：
计算i时刻到i-n时刻的n个测量保护电位的平均值计算公式如式1-1所示，通过比较i时刻保护电位测量值与该平均值的偏差大小来判断保护电位控制精度。
计算i时刻到i-n时刻的n个测量保护电位的标准差来评价保护电位数据稳定性，计算公式如式1-2所示：
保护电位的波动频次的计算是利用极值法计算保护电位的拐点并计数统计，极值的计算公式如式1-3所示：
其中：
n——数据评估时间段内的数据个数；
Xi和Xj——i时刻和j时刻保护电位的测量值；
（2）pH与氯离子评估算法
i时刻到i-n时刻的n个测量pH与氯离子的平均值计算公式如式2-1所示：
计算i时刻到i-n时刻的n个pH与氯离子数据的标准差来评价输出电压数据稳定性，计算公式如式2-2所示：
其中：
n——数据评估时间段内的数据个数；
Vi和Vj——i时刻和j时刻的pH与氯离子测量值；
（3）腐蚀速率评估算法
i时刻到i-n时刻的n个测量腐蚀速率的平均值计算公式如式3-1所示：
计算i时刻到i-n时刻的n个腐蚀速率的标准差来评价腐蚀速率稳定性，计算公式如式3-2所示：
其中：
N——数据评估时间段内的数据个数；
Ci和Cj——i时刻和j时刻的腐蚀速率测量值；
进一步地，基于所述评估算法得到所述相关参数的健康指数，包括以下步骤B1-B3：
步骤B1，获取所述相关参数对应的至少一个预设区间；
步骤B2，将通过所述评估算法得到的评估数据与至少一个所述预设区间进行比对，确定所述评估数据对应的目标区间；
步骤B3，获取所述目标区间的数值，得到所述健康指数。
在本实施例中，获取相关参数对应的至少一个预设区间，对于通过上述相关参数的评估算法计算得到的评估数据，与至少一个预设区间进行比对，确定评估数据对应的目标区间，由于设定不同的预设区间对应不同的数值，因此，根据目标区间对应的数值，得到该相关参数的健康指数。可以理解，相关参数包括保护电位参数、PH和氯离子参数、腐蚀速率参数，由于不同的参数对风电机组的输出电流控制的影响不同，因此各参数对应的预设区间划分以及区间对应的数值也是不同的，如也即保护电位参数对应的预设区间集为不合格[a10-a1]、区间数值为0；合格[b0-b1]、区间数值为0.6；一般[c0-c1]、区间数值为0.7；良好[d0-d1]、区间数值为0.8；好[e0-e1]、区间数值为0.9；优秀[f0-f1]、区间数值为1。根据保护电位的评估算法计算得到的评估数据为m，若m处于不合格区间，则保护电位参数的健康指数为0，若m处于合格限制内且m处于良好[d0-d1]区间内，则根据区间数值0.8，确定保护电位参数的健康指数为0.8。
需要说明的是，在根据相关参数的评估算法计算得到评估数据的过程中，根据评估算法公式中的得到的数据，综合确定评估数据。具体地，根据公式1-1得到i时刻到i-n时刻的n个测量保护电位的平均值，将该平均值输入公式1-2中，计算得到截止至i时刻n个腐蚀速率评估数据的离散程度，保护电位的离散程度越大，保护电位数据的稳定性越小，根据公式1-3计算得到第一数据与根据公式1-2计算得到的第二数据结合，得到评估数据，其中，第一数据和第二数据的计算可以通过相乘以得到评估数据。通过评估数据结合多个保护电位参数对应的预设区间，确定目标区间，根据目标区间对应的数值，确定健康指数。PH与氯离子评估算法和腐蚀速率评估算法的具体实施方式基本相同，在此不再赘述。通过上述过程，得到相关参数中保护电位参数的健康指数、PH与氯离子参数的健康指数和腐蚀速率的健康指数。
可以理解，在通过相关参数的评估数据得到健康指数时，若健康指数为0或评估数据处于不合格区间时，将该参数的评估数据作为异常特征参数进行记录和标定，以便后续根据记录的特征参数，判断和优化评估算法，以提高输出电流的准确性。
步骤S20：获取预设的指数计算模型，基于所述指数计算模型和所述健康指数，确定阴极保护的调整系数；
在本实施例中，获取预设的指数计算模型，其中，指数计算模型是指对相关参数的健康指数进行优化计算的数学模型，基于指数计算模型对健康指数计算后，得到阴极保护的调整系统，该调整系数为调整设计电流的系数，以得到输出电流。其中，设计电流是指初始给定阴极的电流，该设计电流在调整过程中不会发生改变，基于调整系数对初始的设计电流进行调整，以得到准确的输出电流，使得阴极保护电源基于输出电流给阴极供电，以保证海上风电机组的防腐蚀效率最大，延长风电机组的使用寿命。
进一步地，获取预设的指数计算模型，基于所述指数计算模型和所述健康指数，确定阴极保护的调整系数，包括以下步骤S21-S24：
步骤S21，获取预设的指数计算模型；
步骤S22，获取所述健康指数对应的至少一个权重值；
步骤S23，基于所述健康指数和所述权重值，通过所述指数计算模型计算，得到阴极保护的调整系数。
在本实施例中，获取预设的指数计算模型，其中，指数计算模型中包括各相关参数的健康指数和相关参数对应的权重值，权重值是指对不同相关参数的健康指数加权计算的数值，可以根据管理者预先设定，具体可以是根据各相关因素对阴极腐蚀影响情况、历史运行数据及系统调试数据参考设定。因此，获取各健康指数对应的权重值，将多个权重值和健康指数输入至指数计算模型中，基于健康指数和权重值，通过指数计算模型计算，得到阴极保护的调整系数。其中，指数计算模型可以是：
其中，x为调整系数；α为保护电位参数的权重值，a为保护电位参数的健康指数；β为PH与氯离子参数的权重值，b为PH与氯离子参数的健康指数；γ为腐蚀速率参数的权重值，c为腐蚀速率参数的健康指数。
步骤S30：获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护。
在本实施例中，获取阴极保护的设计电流，其中，设计电流是指初始对阴极保护电源阴极接入的电流，基于调整系数对设计电流进行调整计算，得到高防腐蚀速率对应的输出电流，将输出电流反馈至海上风电机组的阴极保护电源，以使阴极保护电源基于输出电流进行阴极保护。
进一步地，获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护之后，包括以下步骤C1-C4：
步骤C1，获取所述海上风电机组的自然腐蚀电流，得到第一电流；
步骤C2，获取所述海上风电机组在阴极保护状态下的腐蚀电流，得到第二电流；
步骤C3，基于所述第一电流和所述第二电流，计算得到保护度；
步骤C4，根据所述保护度与预设的阈值，对所述输出电流进行优化。
在本实施例中，金属或合金的腐蚀电位与他们的腐蚀状态之间存在对应关系。通过检测参比电极与工作电极之间的电位差，可获得未施加阴极保护工作电极的自然腐蚀电位及施加阴极保护工作电极保护电位。由电位-pH图可获得电位检测结果所对应的材料的腐蚀状态，由于电位差推动正电荷做定向移动就形成了电流，因此，获取海上风电机组的自然腐蚀电流，得到第一电流，其中，自然腐蚀电流是指线性极化法测量的腐蚀速率，采用三电极体系（参比电极、辅助电极与工作电极），在工作电极的腐蚀电位附近进行极化,利用腐蚀电流与极化曲线在腐蚀电位附近的斜率成反比的关系求腐蚀速率。
需要说明的是，线性极化技术对腐蚀情况变化的响应快,可以快速灵敏地实时测定金属的瞬时全面腐蚀速度,也可以及时连续地跟踪设备腐蚀速度及变化。此外,还可以根据在相同的阴阳极极化条件下的响应电流的不对称性,来提供设备发生孔蚀或其它局部腐蚀的信息。
获取海上风电机组在阴极保护状态下的腐蚀电流，得到第二电流，基于第一电流和第二电流，计算得到保护度，保护度越大，则表示阴极保护状态下的腐蚀速率越慢，其中，保护度的计算公式如下：
其中：
η—保护度；
icorr—自然腐蚀电流；
icp—阴极保护状态下的腐蚀电流。
将计算得出的保护度与预设的保护度的阈值进行比对，根据比对结果对输出电流进行优化，具体地，若保护度小于阈值，则表示根据指数计算模型得到的输出电流进行阴极保护，得到的实时腐蚀速率比期望速率高，也即进行阴极保护对防腐蚀速率改进不大，因此需要再优化输出电流，以降低实时腐蚀速率，使其达到期望速率；若保护度大于阈值，则表示得到的实时腐蚀速率符合期望速率，也即通过输出电流进行阴极保护，降低了海上风电机组的腐蚀速率，提高防腐蚀效率。
进一步地，获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护之后，包括以下步骤D1-D3：
步骤D1，监测所述海上风电机组的实时环境参数和实时腐蚀速率参数；
步骤D2，根据所述实时环境参数和所述实时腐蚀速率参数，生成腐蚀数据库；
步骤D3，基于所述腐蚀数据库和所述海上风电机组的运维数据，预测所述海上风电机组的使用寿命，得到寿命数据，输出所述寿命数据以供人员查看。
在本实施例中，监测经过基于输出电流实时阴极保护后，海上风电机组的实时环境参数和实时腐蚀速率参数，根据实时环境参数和实时腐蚀速率参数，建立腐蚀数据库。获取海上风电机组的运维数据，基于腐蚀数据库和运维数据，预测海上风电机组的使用寿命，得到寿命数据，输出所述寿命数据以供人员查看。
本发明海上风电机组阴极保护方法，包括以下步骤：通过若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数，其中，所述相关参数包括环境参数和腐蚀速率参数，所述环境参数包括保护电位参数和PH与氯离子参数；获取预设的指数计算模型，基于所述指数计算模型和所述健康指数，确定阴极保护的调整系数；获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护；通过上述方式，通过海上风电腐蚀的环境参数和腐蚀速率参数，替代原有参比电极作为海上风电阴极保护状态的监测手段，实现输出电流的控制，通过多个参数数据的控制，保证输出电流的准确性。
本申请还提供一种海上风电机组阴极保护装置，参照图3，所述海上风电机组阴极保护装置包括：
第一获取模块10，若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数，其中，所述相关参数包括环境参数和腐蚀速率参数，所述环境参数包括保护电位参数和PH与氯离子参数；
第二获取模块20，获取预设的指数计算模型，基于所述指数计算模型和所述健康指数，确定阴极保护的调整系数；
第一计算模块30，获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护。
可选地，所述海上风电机组阴极保护装置还包括：
判断模块，基于阴极保护系统的保护状态，判断所述当前系统是否处于调试状态；
确定模块，若否，则确定所述当前系统处于运行模式，其中，所述运行模式包括恒电流运行模式、恒电位运行模式和所述监测调控运行模式。
可选地，所述第一获取模块10包括：
第一获取子模块，若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的评估算法；
第一计算子模块，基于所述评估算法得到所述相关参数的健康指数。
可选地，所述计算子模块包括：
获取子单元，获取所述相关参数对应的至少一个预设区间；
比对子单元，将通过所述评估算法得到的评估数据与至少一个所述预设区间进行比对，确定所述评估数据对应的目标区间；
获取子单元，获取所述目标区间的数值，得到所述健康指数。
可选地，所述第二获取模块20包括：
第二获取子模块，获取预设的指数计算模型；
第三获取子模块，获取所述健康指数对应的至少一个权重值；
第二计算子模块，基于所述健康指数和所述权重值，通过所述指数计算模型计算，得到阴极保护的调整系数。
可选地，所述海上风电机组阴极保护装置还包括：
第三获取模块，获取所述海上风电机组的自然腐蚀电流，得到第一电流；
第四获取模块，获取所述海上风电机组在阴极保护状态下的腐蚀电流，得到第二电流；
第二计算模块，基于所述第一电流和所述第二电流，计算得到保护度；
优化模块，根据所述保护度与预设的阈值，对所述输出电流进行优化。
可选地，所述海上风电机组阴极保护装置还包括：
监测模块，监测所述海上风电机组的实时环境参数和实时腐蚀速率参数；
生成模块，根据所述实时环境参数和所述实时腐蚀速率参数，生成腐蚀数据库；
预测模块，基于所述腐蚀数据库和所述海上风电机组的运维数据，预测所述海上风电机组的使用寿命，得到寿命数据，输出所述寿命数据以供人员查看。
此外，本申请实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有海上风电机组阴极保护程序，所述海上风电机组阴极保护程序被处理器执行时实现如上所述的海上风电机组阴极保护方法的步骤。
本申请计算机可读存储介质具体实施方式与上述海上风电机组阴极保护方法各实施例基本相同，在此不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，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的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种海上风电机组阴极保护方法，其特征在于，所述海上风电机组阴极保护方法包括以下步骤：
若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数，其中，所述相关参数包括环境参数和腐蚀速率参数，所述环境参数包括保护电位参数和PH与氯离子参数；
获取预设的指数计算模型，基于所述指数计算模型和所述健康指数，确定阴极保护的调整系数；
获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护。
2.如权利要求1所述的海上风电机组阴极保护方法，其特征在于，所述若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数的步骤之前，所述方法包括：
基于阴极保护系统的保护状态，判断所述当前系统是否处于调试状态；
若否，则确定所述当前系统处于运行模式，其中，所述运行模式包括恒电流运行模式、恒电位运行模式和所述监测调控运行模式。
3.如权利要求1所述的海上风电机组阴极保护方法，其特征在于，所述若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的健康指数的步骤，包括：
若当前系统处于监测调控运行模式时，获取阴极保护相关参数的评估算法；
基于所述评估算法得到所述相关参数的健康指数。
4.如权利要求3所述的海上风电机组阴极保护方法，其特征在于，所述基于所述评估算法得到所述相关参数的健康指数的步骤，包括：
获取所述相关参数对应的至少一个预设区间；
将通过所述评估算法得到的评估数据与至少一个所述预设区间进行比对，确定所述评估数据对应的目标区间；
获取所述目标区间的数值，得到所述健康指数。
5.如权利要求1所述的海上风电机组阴极保护方法，其特征在于，所述获取预设的指数计算模型，基于所述指数计算模型和所述健康指数，确定阴极保护的调整系数的步骤，包括：
获取预设的指数计算模型；
获取所述健康指数对应的至少一个权重值；
基于所述健康指数和所述权重值，通过所述指数计算模型计算，得到阴极保护的调整系数。
6.如权利要求1所述的海上风电机组阴极保护方法，其特征在于，所述获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护的步骤之后，所述方法包括：
获取所述海上风电机组的自然腐蚀电流，得到第一电流；
获取所述海上风电机组在阴极保护状态下的腐蚀电流，得到第二电流；
基于所述第一电流和所述第二电流，计算得到保护度；
根据所述保护度与预设的阈值，对所述输出电流进行优化。
7.如权利要求1所述的海上风电机组阴极保护方法，其特征在于，所述获取阴极保护预设的设计电流，基于所述调整系数对所述设计电流进行计算，得到输出电流，将所述输出电流反馈至所述海上风电机组的阴极保护电源，以使所述阴极保护电源基于所述输出电流进行阴极保护的步骤之后，所述方法包括：
监测所述海上风电机组的实时环境参数和实时腐蚀速率参数；
根据所述实时环境参数和所述实时腐蚀速率参数，生成腐蚀数据库；
基于所述腐蚀数据库和所述海上风电机组的运维数据，预测所述海上风电机组的使用寿命，得到寿命数据，输出所述寿命数据以供人员查看。
8.如权利要求1-7中任一项所述的海上风电机组阴极保护方法，其特征在于，所述阴极保护电源包括辅助阳极、接地阴极、多功能腐蚀传感器、测量接地接口。
9.一种海上风电机组阴极保护设备，其特征在于，所述设备包括：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海上风电机组阴极保护程序，所述海上风电机组阴极保护程序配置为实现如权利要求1至8中任一项所述的海上风电机组阴极保护方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有海上风电机组阴极保护程序，所述海上风电机组阴极保护程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的海上风电机组阴极保护方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210125989.3A CN114481141B (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 海上风电机组阴极保护方法、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210125989.3A CN114481141B (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 海上风电机组阴极保护方法、设备及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114481141A true CN114481141A (zh) | 2022-05-13 |
| CN114481141B CN114481141B (zh) | 2023-10-13 |
Family
ID=81479289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210125989.3A Active CN114481141B (zh) | 2022-02-10 | 2022-02-10 | 海上风电机组阴极保护方法、设备及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114481141B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117821984A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-05 | 成都秦川物联网科技股份有限公司 | 一种智慧燃气管道阴极保护智能检测方法和物联网系统 |
Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2032197U (zh) * | 1987-10-26 | 1989-02-08 | 交通部上海船舶运输科学研究所 | 智能恒电位仪 |
| JPH1161460A (ja) * | 1997-08-20 | 1999-03-05 | Nippon Steel Corp | チタン被覆された海洋構造物の電気防食方法 |
| US20020008042A1 (en) * | 2000-06-20 | 2002-01-24 | Pierro Joseph J. | Synchronous detection and remote monitoring and regulating of cell potential for cathodic protection |
| US20040089559A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-13 | Applied Semiconductor International Ltd. | Semiconductive corrosion and fouling control apparatus, system, and method |
| US20100241609A1 (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | HNTB Holdings, Ltd. | Prioritizing bridges to repair based on risk |
| CN201785495U (zh) * | 2010-06-23 | 2011-04-06 | 苏州热工研究院有限公司 | 核电站鼓形旋转滤网外加电流阴极保护系统 |
| CN202090059U (zh) * | 2011-05-31 | 2011-12-28 | 重庆市机电设计研究院 | 燃气管道保护电位控制系统 |
| RU2440442C1 (ru) * | 2010-06-29 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество "Открытое акционерное общество по газификации и эксплуатации газового хозяйства Тульской области "Тулаоблгаз" | Адаптивное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений |
| CN103255424A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-21 | 江苏正能石化技术服务有限公司 | 一种用于淡水环境下钢制闸门的阴极保护方法 |
| RU2012130216A (ru) * | 2012-07-16 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Импульсный регулятор постоянного напряжения |
| US20140262823A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Jonathan Paul Freeman | Digitally controlled corrosion protection system and method |
| EP3456869A1 (en) * | 2017-09-15 | 2019-03-20 | OneSubsea IP UK Limited | Systems and methods for providing monitored and controlled cathodic protection potential |
| RU2696514C1 (ru) * | 2018-11-14 | 2019-08-02 | Акционерное общество "Газпром газораспределение Тула" | Система коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты при действии электромагнитных полей |
| CN211256101U (zh) * | 2020-01-16 | 2020-08-14 | 上海汇凯电器有限公司 | 一种用于船体外加电流阴极保护装置的恒电位仪 |
| CN111553590A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-18 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种雷达嵌入式健康管理系统 |
| CN111621792A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-09-04 | 中国石油化工集团有限公司 | 管道阴极保护输出调节系统及调节方法 |
| CN113445054A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-28 | 大连科迈尔防腐科技有限公司 | 一种提高海上风电桩基外加电流阴极保护可靠性的控制方法 |
-
2022
- 2022-02-10 CN CN202210125989.3A patent/CN114481141B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2032197U (zh) * | 1987-10-26 | 1989-02-08 | 交通部上海船舶运输科学研究所 | 智能恒电位仪 |
| JPH1161460A (ja) * | 1997-08-20 | 1999-03-05 | Nippon Steel Corp | チタン被覆された海洋構造物の電気防食方法 |
| US20020008042A1 (en) * | 2000-06-20 | 2002-01-24 | Pierro Joseph J. | Synchronous detection and remote monitoring and regulating of cell potential for cathodic protection |
| US20040089559A1 (en) * | 2002-11-12 | 2004-05-13 | Applied Semiconductor International Ltd. | Semiconductive corrosion and fouling control apparatus, system, and method |
| US20100241609A1 (en) * | 2009-03-17 | 2010-09-23 | HNTB Holdings, Ltd. | Prioritizing bridges to repair based on risk |
| CN201785495U (zh) * | 2010-06-23 | 2011-04-06 | 苏州热工研究院有限公司 | 核电站鼓形旋转滤网外加电流阴极保护系统 |
| RU2440442C1 (ru) * | 2010-06-29 | 2012-01-20 | Открытое акционерное общество "Открытое акционерное общество по газификации и эксплуатации газового хозяйства Тульской области "Тулаоблгаз" | Адаптивное устройство катодной защиты от коррозии группы подземных металлических сооружений |
| CN202090059U (zh) * | 2011-05-31 | 2011-12-28 | 重庆市机电设计研究院 | 燃气管道保护电位控制系统 |
| RU2012130216A (ru) * | 2012-07-16 | 2014-01-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Импульсный регулятор постоянного напряжения |
| US20140262823A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Jonathan Paul Freeman | Digitally controlled corrosion protection system and method |
| CN103255424A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-21 | 江苏正能石化技术服务有限公司 | 一种用于淡水环境下钢制闸门的阴极保护方法 |
| EP3456869A1 (en) * | 2017-09-15 | 2019-03-20 | OneSubsea IP UK Limited | Systems and methods for providing monitored and controlled cathodic protection potential |
| RU2696514C1 (ru) * | 2018-11-14 | 2019-08-02 | Акционерное общество "Газпром газораспределение Тула" | Система коррекции защитных потенциалов станций катодной защиты при действии электромагнитных полей |
| CN211256101U (zh) * | 2020-01-16 | 2020-08-14 | 上海汇凯电器有限公司 | 一种用于船体外加电流阴极保护装置的恒电位仪 |
| CN111553590A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-18 | 中国电子科技集团公司第十四研究所 | 一种雷达嵌入式健康管理系统 |
| CN111621792A (zh) * | 2020-07-03 | 2020-09-04 | 中国石油化工集团有限公司 | 管道阴极保护输出调节系统及调节方法 |
| CN113445054A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-09-28 | 大连科迈尔防腐科技有限公司 | 一种提高海上风电桩基外加电流阴极保护可靠性的控制方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 于海涛;: "一种多通电点且各点电位可调的阴极保护设计", 油气田地面工程, no. 09, pages 82 - 83 * |
| 菅恒康;赵俊;张文喆,郑卫刚: "船舶防腐蚀阴极保护法系统稳定性设计", 电子世界, no. 10, pages 125 - 127 * |
| 袁佑新,刘洋,奉潜江,苏杰磊: "新型恒电位仪的设计与实现", 武汉理工大学学报, no. 10, pages 67 - 69 * |
| 许庆;周好斌;张涛;: "油井套管脉冲电流阴极保护电源控制系统研究", 表面技术, no. 11, pages 87 - 91 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117821984A (zh) * | 2024-03-04 | 2024-04-05 | 成都秦川物联网科技股份有限公司 | 一种智慧燃气管道阴极保护智能检测方法和物联网系统 |
| CN117821984B (zh) * | 2024-03-04 | 2024-05-24 | 成都秦川物联网科技股份有限公司 | 一种智慧燃气管道阴极保护智能检测方法和物联网系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114481141B (zh) | 2023-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109359894B (zh) | 一种基于rpn的电力计量设备风险评价方法及装置 | |
| US20180166880A1 (en) | Data-Driven Demand Charge Management Solution | |
| CN113487068B (zh) | 一种基于长短期记忆模块的短期风功率预测方法 | |
| CN114481141A (zh) | 海上风电机组阴极保护方法、设备及存储介质 | |
| JP2020134300A (ja) | 予測方法、予測プログラム及び情報処理装置 | |
| CN111832174B (zh) | 一种基于多元回归的配线线损率处理方法及装置 | |
| CN111025041A (zh) | 电动汽车充电桩监测方法及其系统、计算机设备、介质 | |
| CN115856756A (zh) | 一种电能计量箱故障评估方法 | |
| Kumar et al. | Probabilistic risk and severity analysis of power systems with high penetration of photovoltaics | |
| CN114385962A (zh) | 一种基于相似日的日前光伏发电功率预测方法及系统 | |
| Hosseini Dolatabadi et al. | Enhancing photovoltaic farm capacity estimation: A comprehensive analysis with a novel approach | |
| KR101918949B1 (ko) | 데이터 기반 모델의 불확도 산출 방법 | |
| CN116722584A (zh) | 基于bo–bls模型的电力系统评估校正方法及装置 | |
| CN110544031A (zh) | 电能表可靠度预计方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| CN113837467B (zh) | 点对点能源项目评估方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
| CN115795999A (zh) | 一种长期服役抽水蓄能机组性能异常预警方法 | |
| CN112766722A (zh) | 区域终端替代系统的状态评估方法、装置、设备和介质 | |
| Welte et al. | Estimation of sojourn time distribution parameters based on expert opinion and condition monitoring data | |
| CN111352840B (zh) | 上线行为风险评估方法、装置、设备和可读存储介质 | |
| CN117780569B (zh) | 风电机组轮毂高度的风险识别方法及装置 | |
| CN116596336B (zh) | 电子设备的状态评估方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN112350312B (zh) | 电力线路鲁棒性分析方法及装置 | |
| CN117313438B (zh) | 一种三维工厂工具编辑优化方法及装置 | |
| CN118473058B (zh) | 一种ups充电电感的自适应调控方法、系统及介质 | |
| JP2024042502A (ja) | 設備導入支援装置及び方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |