(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211009509.3 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 沈阳工业大 学 地址 110870 辽宁省沈阳市铁西区经济技 术开发区沈辽西路1 11号 (72)发明人 邢作霞　柴有琢　段佳帅　陈雷　 刘洋　刘璟璐　陈明阳　张玥　 (74)专利代理 机构 沈阳智龙专利事务所(普通 合伙) 21115 专利代理师 宋铁军 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 113/06(2020.01) (54)发明名称 基于SCADA数据提取的风电机组Bla ded建模 方法 (57)摘要 本发明基于SCADA数据提取的风电机组 Bladed建模方法， 涉及用真实风电机组的运行数 据建立等同于该工况的Bladed模型的方法。 其特 征在于对风电场采集到的SCADA数据进行数据预 处理， 用最小二乘法和模糊加权最小二乘法对风 电机组不同工况的运行状态、 Bladed的机组建 模， 对所研究工况的SCADA风速进行风文件的制 作， 使Bladed风文件风速可以代替真实风速， 最 后使用不同的风文件对其进行仿真， 对仿真结果 的运行参数与修复后的选 取的SCADA系统的运行 参数进行对比分析。 本发明的目的在于解决如何 模拟风电机组的故障， 避免事故的发生； 并且可 对风电机组实现优化控制， 实现风电机组安全、 稳定、 高效的运行。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115495883 A 2022.12.20 CN 115495883 A 1.一种基于SCADA数据提取的风电机组Bladed建模方法， 该 方法按照以下步骤进行： (1)对风电场采集到的风电机组SCADA数据进行数据预处理， 即对风速 ‑功率、 转速 ‑转 矩和风速 ‑桨距角的缺失数据和错 误数据进行修复； (2)提出模糊加权最小二乘法， 并用最小二乘法和模糊加权最小二乘法对风电机组不 同工况的运行状态进行数据建模， 并对两种模型 的优劣度进行分析， 选择出模型精度更高 的模型； (3)根据风电机组的机组参数进行Bl aded的机组建模， 对叶片、 叶轮、 轮毂、 塔架、 机舱、 传动链和发电机进行 数字化建模； (4)对所研究工况的SCADA风速进行风文件的制作， 并对风文件和原风速进行欧式距离 的偏差度分析， 使Bladed风文件风速可以代替真实风速； (5)最后使用SCADA数据对控制器进行系统辨识以及参数整定， 将得到的PI参数输入到 Bladed控制器中， 使用不同的风文件对其进行仿真， 对仿真结果的运行参数与修复后的选 取的SCADA系统的运行参数进行对比， 并对其运行状态和模糊集权最小二乘法建立的模型 进行对比分析。 2.根据权利要求书1所述的基于SCADA数据建立等同于真实风电机组Bladed模型方法， 其特征在于： 所述步骤(1)对采集到的风速、 功率、 转速、 转矩和桨距角的数据信息进行处 理， 对数据进行修复， 使用回归函数如下： 式中， 为第i个修复后的值， yi为第i个不需要修复的值， xi为yi所对应第i个的值， 为 不需要修复值得均值， 是桨距角， 是对应x的均值， i是1 ……n的自然数。 3.根据权利要求书1所述的基于SCADA数据建立等同于真实风电机组Bladed模型方法， 其特征在于： 所述步骤(3)中风电机组的相关参数如下： 切 入风速3m/s， 额定风速11m/s， 齿 轮传动增速比取N为104， 叶轮直径为82.56m， 发动机转动 惯量Jg设置为kg ·m2， 风轮转动 惯 量Jω设置为6.25 ×106kg·m2， 桨距角变化范围θ/( °)范围取(0～20)， 在上述的基础上， 进 行Bladed模型的设置 。 4.根据权利要求书1所述的基于SCADA数据建立等同于真实风电机组Bladed模型方法， 其特征在于： 所述 步骤(4)对风文件的制作的具体步骤如下： ①首先将SCADA系统中的风速数据处理为三列风速数据， 分别为X、 Y、 Z三个方向的数 据， 由于实际中很难获得Y、 Z方向的风速数据， 故将这两个方向设置为0， 然后将真实风速 保 存为.txt格式， 保证采用频率即时间间隔保持一致， X、 Y、 Z列数据用Tab间隔开， 可以同时处 理多个变量数据； ②对湍流风参数进行设置； 其中风轮方向的综合计算能力， 节点小于5m； 机组高度 方向 的综合计算能力， 节点小于5m； 能够覆盖风轮的直径， 取值时要大于风轮直径； 能覆盖整个 机组的高度， 取值时要大于轮毂高度和风轮半径的和； 风速的仿真时长， 标准为600s； 风速权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115495883 A 2的采用频率， 该频率的取值大于10Hz； 所取样本SCADA数据的平均风速； 不同的随机数产生 不同的风文件； ③对Kaimal模型进行参数设置， 设置Kaimal选择General； 其中模型参数为： Longitudinal＝8.1L； Later al＝2.7L； Vertical＝0.66L； Coherency  scaleparameter＝ 8.1L； Coherency  delay constant＝12； 其中L 为尺度参数， 根据轮毂高度H来确定； ④在湍流风参数设置窗口中添加所处理好的SCADA系统数据txt文件路径， 对SCADA数 据的风速进行平均风速的设置 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115495883 A 3