本發(fā)明涉及風電站能耗監(jiān)測，具體為一種陸上風電站能耗監(jiān)測與優(yōu)化方法。

背景技術：

1、目前，風力發(fā)電是指利用風能驅(qū)動風輪帶動發(fā)電機組產(chǎn)生電能的一種可再生能源發(fā)電方式，風能是一種廣泛存在于地球表面的自然資源，通過風力發(fā)電可以將風能轉(zhuǎn)化為電能，為人們的生活和工作提供清潔、可持續(xù)的能源，風力發(fā)電的主要設備包括風輪、發(fā)電機和塔架等，當風吹過風輪時，風輪會轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機內(nèi)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生電流，現(xiàn)在對陸上風電站在使用的過程中，如果使用時間久了，會產(chǎn)生大量的能耗，而現(xiàn)有的能耗監(jiān)測方式，只是通過傳感器進行監(jiān)測，在就會導致檢測的方式比較單一，導致最終監(jiān)測判斷的結果不夠全面和準確，以及在監(jiān)測完成后不能進行及時的優(yōu)化。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種陸上風電站能耗監(jiān)測與優(yōu)化方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種陸上風電站能耗監(jiān)測與優(yōu)化方法，包括以下步驟：

3、步驟一：通過對風電區(qū)域內(nèi)部產(chǎn)生風電的數(shù)據(jù)進行采集，并在采集后對數(shù)據(jù)進行分析處理，分析處理后建立區(qū)域劃分模型，對風電區(qū)域內(nèi)部進行劃分，在劃分完成后建立發(fā)電端模型，通過發(fā)電端模型對發(fā)電設備進行監(jiān)測；

4、步驟二：對風電區(qū)域內(nèi)部的能耗進行監(jiān)測，并建立能耗關鍵數(shù)據(jù)模型，通過能耗關鍵模型對風電區(qū)域內(nèi)部發(fā)電設備的關鍵數(shù)據(jù)進行收集監(jiān)測，并在區(qū)域劃分后建立區(qū)域監(jiān)測模型，通過區(qū)域監(jiān)測模型對劃分后的區(qū)域?qū)崨r進行監(jiān)測；

5、步驟三：在對風電區(qū)域內(nèi)部的數(shù)據(jù)進行采集后，建立設備優(yōu)化處理模型，通過設備優(yōu)化處理模型對發(fā)電端設備工作方案進行優(yōu)化，并建立維護優(yōu)化處理模型，通過維護優(yōu)化處理模型對發(fā)電端的維護方案進行優(yōu)化。

6、優(yōu)選的，所述步驟一中通過構建區(qū)域劃分模型對風電發(fā)電區(qū)域的地型進行統(tǒng)一的分析劃分，且具體構建步驟如下：

7、（1）、先對風電區(qū)域里面的地型數(shù)據(jù)進行收集，并在地型數(shù)據(jù)收集后根據(jù)發(fā)電的效率分為山地丘陵地區(qū)、平原地區(qū)、海岸地區(qū)和城市周邊地區(qū)，其中山地丘陵地區(qū)包括海拔高的山地和起伏較大的山地，平原地區(qū)包括面積廣闊起伏在一百米以下的區(qū)域以及風速大的沙漠和隔壁地區(qū)，海岸地區(qū)包括季風帶海岸和非季風帶海岸，且城市周邊地區(qū)包括發(fā)電區(qū)域與城市之間的距離，且離城市越遠發(fā)電率越高，以及城市建筑密度以及建筑高度；

8、（2）、對發(fā)電區(qū)域的地型劃分完成后，對發(fā)電區(qū)域溫度進行監(jiān)測分析，且溫度越高空氣分子的運動速度越快，氣壓越低因此風速越大，同時還對發(fā)電區(qū)域的濕度進行監(jiān)測分析，以及對發(fā)電區(qū)域內(nèi)部的風向進行監(jiān)測，并對發(fā)電區(qū)域的主導風向進行監(jiān)測對發(fā)電機組進行布局；

9、（3）、對發(fā)電機組上的溫度、振動和轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)進行收集，在收集完成后把數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，對收集后的數(shù)據(jù)進行分析，判斷發(fā)電機組是否正常運行，如果運行不正常需要對發(fā)電機組的功率進行調(diào)整，如果發(fā)電機組正常繼續(xù)運行即可，且根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果，對發(fā)電機組進行控制調(diào)節(jié)，使輸出功率與負荷需求相匹配。

10、優(yōu)選的，所述步驟一中的發(fā)電端模型在構建完成后對發(fā)電機組里面的發(fā)電端進行實時的監(jiān)測，且具體構建步驟如下：

11、（1）、對發(fā)電機組里面的各個發(fā)電端的尺寸進行采集，并在采集完成后對數(shù)據(jù)進行分析校對，在分析校對完成后對數(shù)據(jù)進行集中收集，并形成發(fā)電端數(shù)據(jù)庫，且通過三維虛擬技術根據(jù)發(fā)電端數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的數(shù)據(jù)，建立虛擬的發(fā)電機組，通過在各個發(fā)電端里面安裝的傳感器，把各個發(fā)電端工作時的狀態(tài)反饋到虛擬端，并通過虛擬端進行實時的監(jiān)測；

12、（2）、對劃分后風電區(qū)域里面的發(fā)電端安裝位置進行劃分，在劃分過程中根據(jù)地型以及風速的變化對發(fā)電端的位置進行劃分，在劃分完成后的位置進行標號，并在虛擬端進行標識。

13、優(yōu)選的，所述步驟二中通過能耗關鍵數(shù)據(jù)模型，對風力發(fā)電過程中的關鍵數(shù)據(jù)進行采集監(jiān)測，且能耗關鍵數(shù)據(jù)模型具體構建步驟如下：

14、（1）、對各個發(fā)電端的發(fā)電量進行分段式監(jiān)測，且分別在一個月、三個月、六個月和一年進行發(fā)電量數(shù)據(jù)采集，并分別采用英文字母加阿拉伯數(shù)字的方式建立數(shù)據(jù)庫，例如a1、a2……、b1、b2……等等；

15、（2）、并對各個發(fā)電端的風電效率進行統(tǒng)計，分別在半年到一年統(tǒng)計一次，當發(fā)現(xiàn)發(fā)電效率達不到標準時，就會需要對發(fā)電端進行調(diào)整，并每次調(diào)整時的數(shù)據(jù)進行記錄，如果發(fā)現(xiàn)發(fā)電效率能夠達到標準時，對發(fā)電端進行合格標識記錄，后期再次進行檢測時作為參考數(shù)據(jù)；

16、（3）、且對各個發(fā)電端的能耗比進行分析判斷，能耗比的分析判斷時間為六個月，如果分析判斷能耗比低于設定的標準，就會對發(fā)電端進行檢修和調(diào)整，如果合格就不用進行檢修和調(diào)整。

17、優(yōu)選的，所述步驟二中還采用區(qū)域檢測模型對劃分后的區(qū)域進行數(shù)據(jù)采集，并在采集后對劃分后的各個區(qū)域進行實時的監(jiān)測，且具體構建步驟如下：

18、（1）、通過在劃分后的區(qū)域內(nèi)部安裝傳感器，通過傳感器的方式對劃分后各個區(qū)域的數(shù)據(jù)進行采集，并在采集完成后形成區(qū)域數(shù)據(jù)庫，且通三維虛擬技術建立虛擬的區(qū)域模型，在把虛擬的發(fā)電機組與區(qū)域模型相結合，并在結合后進行實時的監(jiān)測

19、（2）、對劃分后的區(qū)域數(shù)據(jù)進行采集，并針對每個劃分后區(qū)域的特點，分別制定不同的異常監(jiān)測方案，且具體表示為第一異常監(jiān)測方案、第二異常監(jiān)測方案和第三異常方監(jiān)測案，其中第一異常監(jiān)測方法監(jiān)測的異常程度最高，而第三異常監(jiān)測方案監(jiān)測的異常程度最低；

20、（3）、在對劃分后的各個區(qū)域進行監(jiān)測的過程中，分別設立第一處理方案、第二處理方案和第三處理方案，其中第一處理方案處理異常情況的等級最高，而第三處理方案處理異常情況的等級最低。

21、優(yōu)選的，所述步驟三中通過設備優(yōu)化處理模型，對發(fā)電端的功率進行分析和優(yōu)化，且具體構建步驟如下：

22、（1）、對發(fā)電端在工作過程中的風速和風速數(shù)據(jù)進行采集收集，以及發(fā)電端的葉片形狀和角度數(shù)據(jù)進行采集收集，同時對發(fā)電端工作時的環(huán)境溫度以及電氣系統(tǒng)的效率數(shù)據(jù)收集，在對各項數(shù)據(jù)采集完成，并建立優(yōu)化數(shù)據(jù)庫對收集的數(shù)據(jù)進行收集；

23、（2）、發(fā)電端的關鍵組成部分數(shù)據(jù)進行采集，且主要對機械變速和電子變速的數(shù)據(jù)進行采集，并進行實時的監(jiān)測，且通過模型預測控制、自適應控制和優(yōu)化控制等，通過對風電設備的實時監(jiān)測和數(shù)據(jù)分析。

24、優(yōu)選的，所述步驟二中通過維護優(yōu)化處理模型對各個區(qū)域內(nèi)部的發(fā)電端進行定位的維護和處理，且具體構建步驟如下：

25、（1）、對劃分后的各個區(qū)域產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行分析，在分析完成后根據(jù)區(qū)域內(nèi)部的具體情況制定對應的維護方案，且分別制定第一維護方案、第二維護方案和第三維護方案，其中第一維護方案維護的難度最高，第三維護方案維護的難度最低。

26、優(yōu)選的，所述維護優(yōu)化處理模型具體構建還包括以下步驟：

27、（2）、且在維護的過程中產(chǎn)生的問題進行收集，并在收集后形成問題數(shù)據(jù)庫，通過問題數(shù)據(jù)庫內(nèi)部的數(shù)據(jù)，對維護方案進行定期的優(yōu)化，且對發(fā)電端改造包括葉片設計與材料的改進、齒輪箱和發(fā)電機升級的改進、控制系統(tǒng)優(yōu)化的改進、集成儲能設備的改進以及智能電網(wǎng)連接的改進等。

28、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

29、本發(fā)明在風力發(fā)電的過程中，通過對不同風電區(qū)域地型的劃分，以及每個發(fā)電的位置以及風電區(qū)域的風速與風向的監(jiān)測，通過綜合的監(jiān)測能夠全面的監(jiān)測到能耗的損耗，提高最終產(chǎn)生能耗結果的準確性，以及在異常問題時，能夠第一時間對產(chǎn)生能耗的發(fā)電端進行優(yōu)化升級，避免在工作過程中不能及時的發(fā)現(xiàn)問題，以及發(fā)現(xiàn)問題時不能及時的處理，導致產(chǎn)生的能耗就會越大，則產(chǎn)生的成本的就會越高。