[发明专利]一种用于风场级别的风机结冰检测方法和装置

权利要求书

1.一种用于风场级别的风机结冰检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A、通过风机数据采集接口按照设定时间序列采集风机属性数据及风速数据并存储；

步骤B、采集环境温度，若所述环境温度高于冰点时，继续进行步骤A操作；若所述环境温度低于或等于冰点时，根据步骤A所述的风机属性数据及风速数据计算当前时间序列的单个风机的模糊熵和风场中总体风机的平均模糊熵，具体计算过程如下:

(1)设向量为风场内全部风机某时刻所采集的数据集的平均值，其中j为时间编号用以区分不同采集时刻；它的每一个元素表示为其中n表示风场内风机总数量；定义时间序列L_i＝{X_i1,X_i2,…,X_i150}为第i台风机在150秒时间内获得的数据集，为风场内全部风机在150秒时间内的平均数据集；

(2)定义平均数据集中任意两个不同元素，例如与之间的距离为二者之差的无穷范数：

(3)采用指数函数定义与的相似度，D_m,n＝exp[-(δ_m,n)²/0.1Std]，其中Std表示标准差；

(4)定义函数

(5)在时间序列中去掉第一个时刻采集的数据，增加下一时刻采集数据，对于表示为重复(2)～(4)的计算过程，可以得到

(6)定义模糊熵为E＝lnA_2,151-lnA_1,150；

(7)最后重复上述计算过程可以得到从初始时刻开始的一系列模糊熵的时间序列；

步骤C、若所述单个风机的模糊熵与风场中总体风机的平均模糊熵存在明显异常，则生成结冰预警报告并提示；若无明显异常，则返回步骤A。

2.根据权利要求1所述的用于风场级别的风机结冰检测方法，其特征在于，所述风机属性数据包括：风轮转速、电机转速、功率、桨距角和机舱x、y、z三个方向的振动数据。

3.根据权利要求2所述的用于风场级别的风机结冰检测方法，其特征在于，所述风机属性数据分别为10分钟的平均数据，所述风速数据为10分钟的平均数据。

4.根据权利要求1所述的用于风场级别的风机结冰检测方法，其特征在于，所述设定时间序列按间隔1秒钟计算。

5.一种用于风场级别的风机结冰检测装置，其特征在于，包括：

数据采集模块，通过风机数据采集接口按照设定时间序列采集风机属性数据及风速数据并存储；

模糊熵计算模块，根据采集到的环境温度判断，若所述环境温度高于冰点时，继续按照设定时间序列采集风机属性数据并存储；若所述环境温度低于或等于冰点时，根据风机属性数据及风速数据计算当前时间序列的单个风机的模糊熵和风场中总体风机的平均模糊熵，具体计算过程如下:

(1)设向量为风场内全部风机某时刻所采集的数据集的平均值，其中j为时间编号用以区分不同采集时刻；它的每一个元素表示为其中n表示风场内风机总数量；定义时间序列L_i＝{X_i1,X_i2,,X_i150}为第i台风机在150秒时间内获得的数据集，为风场内全部风机在150秒时间内的平均数据集；

(2)定义平均数据集中任意两个不同元素，例如与之间的距离为二者之差的无穷范数：

(3)采用指数函数定义与的相似度，D_m,n＝exp[-(δ_m,n)²/0.1Std]，其中Std表示标准差；

(4)定义函数

(5)在时间序列中去掉第一个时刻采集的数据，增加下一时刻采集数据，对于表示为重复(2)～(4)的计算过程，可以得到

(6)定义模糊熵为E＝lnA_2,151-lnA_1,150；

(7)最后重复上述计算过程可以得到从初始时刻开始的一系列模糊熵的时间序列；

模糊熵对比模块，若所述单个风机的模糊熵与风场中总体风机的平均模糊熵存在明显异常，则生成结冰预警报告并提示；若无明显异常，则继续按照设定时间序列采集风机属性数据及风速数据并存储。