本公開涉及風(fēng)力發(fā)電，更具體地說(shuō)，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)中，需要確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在所處的環(huán)境和各種運(yùn)行條件下產(chǎn)生的各種載荷，目的在于，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組零部件進(jìn)行強(qiáng)度分析(包括靜強(qiáng)度分析和疲勞強(qiáng)度分析)、動(dòng)力學(xué)分析以及壽命計(jì)算，從而確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在其設(shè)計(jì)的壽命期內(nèi)能夠正常運(yùn)行。該項(xiàng)工作是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)中最基礎(chǔ)性的工作，所有的后續(xù)工作都是以載荷計(jì)算為基礎(chǔ)的。

2、通常，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在非常復(fù)雜多變的自然條件下運(yùn)行，不同的外部環(huán)境對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的各個(gè)零部件的受力狀態(tài)的影響是不同的。為了實(shí)現(xiàn)載荷計(jì)算的目的并達(dá)到設(shè)計(jì)要求，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷計(jì)算是以風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將要承受的包含各種重要條件的設(shè)計(jì)工況來(lái)體現(xiàn)的。計(jì)算工況的確定應(yīng)將外界條件、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生的概率以及控制和保護(hù)系統(tǒng)動(dòng)作等的組合方式綜合考慮，并結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)工況和載荷狀態(tài)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(例如，eic61400)來(lái)制定。

3、現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷預(yù)測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)單臺(tái)機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)，通過(guò)機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)時(shí)刻的載荷數(shù)據(jù)建立風(fēng)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)模型，并以此模型為基礎(chǔ)，將不同時(shí)刻的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸入到模型中進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)過(guò)程。例如，現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組載荷計(jì)算方法可通過(guò)對(duì)機(jī)組bladed模型進(jìn)行各個(gè)工況的仿真計(jì)算，從而得到機(jī)組的載荷仿真運(yùn)行結(jié)果，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)方法主要是針對(duì)每一臺(tái)機(jī)組進(jìn)行載荷測(cè)試從而建立載荷預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)該機(jī)組進(jìn)行載荷預(yù)測(cè)。針對(duì)每一臺(tái)機(jī)組進(jìn)行載荷測(cè)試從而建立載荷預(yù)測(cè)模型需要獲取大量的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)測(cè)試時(shí)間較長(zhǎng)、載荷預(yù)測(cè)效率較低等問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本公開提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)方法及裝置、計(jì)算系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

2、根據(jù)本公開的一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)方法，所述載荷預(yù)測(cè)方法包括：基于多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定以所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為節(jié)點(diǎn)的圖網(wǎng)絡(luò)；基于所述圖網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，選擇進(jìn)行載荷測(cè)試的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；對(duì)所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行載荷測(cè)試；基于所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷測(cè)試數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，訓(xùn)練并建立針對(duì)所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)模型；基于目標(biāo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)所述載荷預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)目標(biāo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷。

3、可選地，所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)量小于所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)量。

4、可選地，所述運(yùn)行數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)速相關(guān)數(shù)據(jù)、功率相關(guān)數(shù)據(jù)、加速度相關(guān)數(shù)據(jù)、角度相關(guān)數(shù)據(jù)、風(fēng)速相關(guān)數(shù)據(jù)、溫度相關(guān)數(shù)據(jù)和運(yùn)行標(biāo)志位相關(guān)數(shù)據(jù)中的至少一項(xiàng)。

5、可選地，所述基于多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定以所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為節(jié)點(diǎn)的圖網(wǎng)絡(luò)的步驟包括：基于所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間的相似度；將與大于預(yù)定相似度閾值的相似度相對(duì)應(yīng)的各對(duì)節(jié)點(diǎn)彼此連接，以構(gòu)建所述圖網(wǎng)絡(luò)。

6、可選地，所述預(yù)定相似度閾值可以是各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間的相似度的平均值。

7、可選地，所述基于所述圖網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，選擇進(jìn)行載荷測(cè)試的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的步驟包括：針對(duì)彼此之間不存在連接的圖網(wǎng)絡(luò)塊中的每個(gè)圖網(wǎng)絡(luò)塊分別確定所連接的邊的數(shù)量最多的節(jié)點(diǎn)；將每個(gè)圖網(wǎng)絡(luò)塊中所連接的邊的數(shù)量最多的一個(gè)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組確定為進(jìn)行載荷測(cè)試的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，或者將每個(gè)圖網(wǎng)絡(luò)塊中所連接的邊的數(shù)量最多的多個(gè)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中年平均風(fēng)速最高的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組確定為進(jìn)行載荷測(cè)試的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

8、可選地，所述載荷預(yù)測(cè)模型的輸入數(shù)據(jù)包括所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述載荷預(yù)測(cè)模型的目標(biāo)數(shù)據(jù)包括所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷測(cè)試數(shù)據(jù)。

9、可選地，所述基于所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷測(cè)試數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，訓(xùn)練并建立針對(duì)所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)模型的步驟包括：基于所述圖網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣、所述輸入數(shù)據(jù)和所述載荷預(yù)測(cè)模型的預(yù)設(shè)權(quán)重，確定所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)測(cè)載荷；響應(yīng)于所述載荷測(cè)試數(shù)據(jù)與所述預(yù)測(cè)載荷之間的差大于預(yù)定誤差閾值，調(diào)整所述預(yù)設(shè)權(quán)重的大小，并且重新確定所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)測(cè)載荷；響應(yīng)于所述載荷測(cè)試數(shù)據(jù)與所述預(yù)測(cè)載荷之間的差小于或等于所述預(yù)定誤差閾值，將當(dāng)前的預(yù)設(shè)權(quán)重確定為所述載荷預(yù)測(cè)模型的最終權(quán)重；基于所述最終權(quán)重，建立所述載荷預(yù)測(cè)模型。

10、可選地，所述載荷預(yù)測(cè)方法還包括：在訓(xùn)練并建立針對(duì)所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)模型之前，將同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的具有相同時(shí)間戳的載荷測(cè)試數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行整合；根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)中包括的風(fēng)機(jī)運(yùn)行標(biāo)志位，從所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)中刪除非正常運(yùn)行數(shù)據(jù)。

11、根據(jù)本公開的另一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)裝置，所述載荷預(yù)測(cè)裝置包括：圖網(wǎng)絡(luò)確定單元，基于多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定以所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組作為節(jié)點(diǎn)的圖網(wǎng)絡(luò)；選擇單元，基于所述圖網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征，選擇進(jìn)行載荷測(cè)試的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組；載荷測(cè)試單元，對(duì)所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行載荷測(cè)試；預(yù)測(cè)模型確定單元，基于所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷測(cè)試數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，訓(xùn)練并建立針對(duì)所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)模型；預(yù)測(cè)單元，基于目標(biāo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過(guò)所述載荷預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)目標(biāo)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷。

12、可選地，所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)量小于所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)量。

13、可選地，所述運(yùn)行數(shù)據(jù)包括轉(zhuǎn)速相關(guān)數(shù)據(jù)、功率相關(guān)數(shù)據(jù)、加速度相關(guān)數(shù)據(jù)、角度相關(guān)數(shù)據(jù)、風(fēng)速相關(guān)數(shù)據(jù)、溫度相關(guān)數(shù)據(jù)和運(yùn)行標(biāo)志位相關(guān)數(shù)據(jù)中的至少一項(xiàng)。

14、可選地，所述圖網(wǎng)絡(luò)確定單元進(jìn)一步被配置為：基于所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，確定各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間的相似度；將與大于預(yù)定相似度閾值的相似度相對(duì)應(yīng)的各對(duì)節(jié)點(diǎn)彼此連接，以構(gòu)建所述圖網(wǎng)絡(luò)。

15、可選地，所述預(yù)定相似度閾值為各個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間的相似度的平均值。

16、可選地，所述選擇單元進(jìn)一步被配置為：針對(duì)彼此之間不存在連接的圖網(wǎng)絡(luò)塊中的每個(gè)圖網(wǎng)絡(luò)塊分別確定所連接的邊的數(shù)量最多的節(jié)點(diǎn)；將每個(gè)圖網(wǎng)絡(luò)塊中所連接的邊的數(shù)量最多的一個(gè)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組確定為進(jìn)行載荷測(cè)試的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，或者將每個(gè)圖網(wǎng)絡(luò)塊中所連接的邊的數(shù)量最多的多個(gè)節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中年平均風(fēng)速最高的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組確定為進(jìn)行載荷測(cè)試的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

17、可選地，所述載荷預(yù)測(cè)模型的輸入數(shù)據(jù)包括所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)，所述載荷預(yù)測(cè)模型的目標(biāo)數(shù)據(jù)包括所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷測(cè)試數(shù)據(jù)。

18、可選地，所述預(yù)測(cè)模型確定單元進(jìn)一步被配置為：基于所述圖網(wǎng)絡(luò)的鄰接矩陣、所述輸入數(shù)據(jù)和所述載荷預(yù)測(cè)模型的預(yù)設(shè)權(quán)重，確定所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)測(cè)載荷；響應(yīng)于所述載荷測(cè)試數(shù)據(jù)與所述預(yù)測(cè)載荷之間的差大于預(yù)定誤差閾值，調(diào)整所述預(yù)設(shè)權(quán)重的大小，并且重新確定所選擇的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的預(yù)測(cè)載荷；響應(yīng)于所述載荷測(cè)試數(shù)據(jù)與所述預(yù)測(cè)載荷之間的差小于或等于所述預(yù)定誤差閾值，將當(dāng)前的預(yù)設(shè)權(quán)重確定為所述載荷預(yù)測(cè)模型的最終權(quán)重；基于所述最終權(quán)重，建立所述載荷預(yù)測(cè)模型。

19、可選地，所述載荷預(yù)測(cè)裝置還包括：數(shù)據(jù)整合單元，在訓(xùn)練并建立針對(duì)所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)模型之前，將同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的具有相同時(shí)間戳的載荷測(cè)試數(shù)據(jù)和運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行整合；數(shù)據(jù)篩選單元，根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)中包括的風(fēng)機(jī)運(yùn)行標(biāo)志位，從所述多個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的每個(gè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)中刪除非正常運(yùn)行數(shù)據(jù)。

20、根據(jù)本公開的另一方面，提供一種包括至少一個(gè)計(jì)算裝置和至少一個(gè)存儲(chǔ)指令的存儲(chǔ)裝置的計(jì)算系統(tǒng)，其中，所述指令在被所述至少一個(gè)計(jì)算裝置運(yùn)行時(shí)，促使所述至少一個(gè)計(jì)算裝置執(zhí)行如上所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)方法。

21、根據(jù)本公開的再一方面，提供一種存儲(chǔ)指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其中，當(dāng)所述指令被至少一個(gè)計(jì)算裝置運(yùn)行時(shí)，促使所述至少一個(gè)計(jì)算裝置執(zhí)行如上所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)方法。

22、通過(guò)采用本公開，能夠基于圖網(wǎng)絡(luò)模型建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)載荷預(yù)測(cè)與壽命評(píng)估系統(tǒng)，僅需進(jìn)行部分機(jī)組的載荷測(cè)試便可根據(jù)圖網(wǎng)絡(luò)模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行整場(chǎng)機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)與壽命評(píng)估，無(wú)需對(duì)機(jī)組的載荷進(jìn)行“一機(jī)一測(cè)”，顯著提升整場(chǎng)機(jī)組的載荷預(yù)測(cè)的效率。