本發(fā)明涉及能源技術(shù)運(yùn)維，具體涉及一種基于低空領(lǐng)域的能源技術(shù)智能運(yùn)維管理方法。

背景技術(shù)：

1、能源技術(shù)是指圍繞能源的開發(fā)、利用、傳輸和管理所涉及的科學(xué)技術(shù)與工程方法，是現(xiàn)代社會(huì)保障能源供應(yīng)、提高能源利用效率、推動(dòng)綠色發(fā)展的關(guān)鍵領(lǐng)域。對(duì)能源技術(shù)進(jìn)行運(yùn)維管理的目的是確保能源系統(tǒng)的高效、安全、穩(wěn)定運(yùn)行，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，同時(shí)通過智能化的手段降低運(yùn)維成本、減少資源浪費(fèi)，從而最大限度地發(fā)揮能源技術(shù)的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。低空領(lǐng)域的能源技術(shù)，例如低空風(fēng)力發(fā)電和太陽能設(shè)施，受環(huán)境復(fù)雜性、氣象多變性和運(yùn)行條件特殊性等因素影響，傳統(tǒng)運(yùn)維方式難以滿足高效管理需求，因此，通過智能運(yùn)維管理方法對(duì)低空能源設(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與優(yōu)化，不僅能夠保障能源供給的穩(wěn)定性，還能有效應(yīng)對(duì)低空環(huán)境中的動(dòng)態(tài)變化，提升整體運(yùn)維效率與設(shè)施可靠性。

2、現(xiàn)有的基于低空領(lǐng)域的能源技術(shù)智能運(yùn)維管理技術(shù)主要通過傳感器網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)能源設(shè)施的運(yùn)維管理。具體而言，在低空風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電等設(shè)施上布置傳感器，用于監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、環(huán)境條件（如風(fēng)速、溫度、濕度等）以及輸出功率等關(guān)鍵信息，這些數(shù)據(jù)通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭\(yùn)維平臺(tái)。運(yùn)維平臺(tái)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示與記錄，運(yùn)維人員可以通過可視化界面查看設(shè)備的運(yùn)行狀況，并根據(jù)預(yù)設(shè)的報(bào)警規(guī)則，識(shí)別和定位異常問題，如設(shè)備故障、功率輸出異?；颦h(huán)境影響過大等。一旦檢測(cè)到問題，平臺(tái)可以自動(dòng)生成維護(hù)通知，或通過調(diào)度功能協(xié)調(diào)運(yùn)維人員對(duì)問題進(jìn)行處理。此外，部分技術(shù)還引入了歷史數(shù)據(jù)對(duì)比和趨勢(shì)分析，用于預(yù)測(cè)潛在問題并提供預(yù)防性維護(hù)建議，從而提高運(yùn)維效率并減少能源設(shè)施的非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間。

3、現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：

4、在低空風(fēng)力發(fā)電設(shè)施運(yùn)行中，當(dāng)風(fēng)機(jī)前部的迎風(fēng)區(qū)域因復(fù)雜地形（如山谷或陡坡）或相鄰風(fēng)機(jī)陣列的尾流效應(yīng)而出現(xiàn)湍流現(xiàn)象時(shí)，風(fēng)速傳感器在不同高度采集的數(shù)據(jù)會(huì)因湍流的時(shí)間和空間非均勻性而產(chǎn)生顯著差異。這種湍流現(xiàn)象會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)葉片造成主要的瞬時(shí)負(fù)載沖擊，同時(shí)通過葉片傳遞到塔筒，可能引發(fā)塔筒的額外振動(dòng)。然而，現(xiàn)有技術(shù)通常僅對(duì)單一傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行獨(dú)立分析，缺乏對(duì)多傳感器數(shù)據(jù)的聯(lián)合解析能力，因此難以科學(xué)評(píng)估湍流對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的瞬時(shí)負(fù)載沖擊。這種局限會(huì)導(dǎo)致湍流影響被低估或誤判，使風(fēng)機(jī)在負(fù)載沖擊下未能及時(shí)采取減速或停機(jī)措施，進(jìn)而增加葉片的機(jī)械應(yīng)力累積，導(dǎo)致關(guān)鍵部件的疲勞損傷和故障風(fēng)險(xiǎn)，顯著提升維護(hù)成本并影響風(fēng)機(jī)運(yùn)行的安全性和效率。

5、在所述背景技術(shù)部分公開的上述信息僅用于加強(qiáng)對(duì)本公開的背景的理解，因此它可以包括不構(gòu)成對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于低空領(lǐng)域的能源技術(shù)智能運(yùn)維管理方法，以解決上述背景技術(shù)中的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于低空領(lǐng)域的能源技術(shù)智能運(yùn)維管理方法，具體包括以下步驟：

3、在低空風(fēng)力發(fā)電設(shè)施運(yùn)行中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)前部迎風(fēng)區(qū)域的風(fēng)速信息，檢測(cè)是否出現(xiàn)湍流現(xiàn)象，并在檢測(cè)到湍流現(xiàn)象時(shí)，通過部署在風(fēng)機(jī)葉片的傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取風(fēng)機(jī)葉片各個(gè)區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)信息；

4、對(duì)獲取的風(fēng)機(jī)葉片各個(gè)區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行分析，分別生成各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)和瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)；

5、對(duì)生成的各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)和瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)構(gòu)建湍流影響評(píng)估模型，生成各個(gè)區(qū)域的負(fù)載沖擊系數(shù)，并在生成后進(jìn)行分析，評(píng)估湍流對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的瞬時(shí)負(fù)載沖擊程度，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果將其劃分為低負(fù)載沖擊、中等負(fù)載沖擊和高負(fù)載沖擊三類；

6、根據(jù)劃分結(jié)果，對(duì)低負(fù)載沖擊、中等負(fù)載沖擊和高負(fù)載沖擊情況下的風(fēng)機(jī)葉片分別采取對(duì)應(yīng)的措施；

7、持續(xù)監(jiān)測(cè)風(fēng)機(jī)葉片的運(yùn)行狀態(tài)與湍流影響，并根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)調(diào)整湍流影響評(píng)估模型和風(fēng)機(jī)調(diào)度策略，優(yōu)化風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，提升風(fēng)機(jī)的安全性與運(yùn)行效率。

8、優(yōu)選的，對(duì)獲取的風(fēng)機(jī)葉片各個(gè)區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行分析，分別生成各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)和瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)，具體包括以下步驟：

9、對(duì)獲取的風(fēng)機(jī)葉片各個(gè)區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行預(yù)處理；

10、提取經(jīng)過預(yù)處理的風(fēng)機(jī)葉片各個(gè)區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)信息中的風(fēng)速梯度信息和振動(dòng)響應(yīng)信息；

11、對(duì)提取的風(fēng)速梯度信息和振動(dòng)響應(yīng)信息進(jìn)行分析，分別生成各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)和瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)。

12、優(yōu)選的，所述各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)的獲取邏輯如下：

13、提取經(jīng)過預(yù)處理的風(fēng)機(jī)葉片各個(gè)區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)信息中的風(fēng)速梯度信息，具體包括在一段時(shí)間內(nèi)不同時(shí)刻各個(gè)區(qū)域的平均風(fēng)速、葉片振動(dòng)加速度以及葉片表面的氣壓波動(dòng)幅度，并按照時(shí)間序列分別用函數(shù)、和進(jìn)行表示，為時(shí)間點(diǎn)，表示在一段時(shí)間內(nèi)時(shí)刻第個(gè)區(qū)域的平均風(fēng)速，表示在一段時(shí)間內(nèi)時(shí)刻第個(gè)區(qū)域的葉片振動(dòng)加速度，表示在一段時(shí)間內(nèi)時(shí)刻第個(gè)區(qū)域的葉片表面的氣壓波動(dòng)幅度，定義時(shí)間段為\left [ {{t}_{1},{t}_{2}} \right ]，，為正整數(shù)；

14、計(jì)算各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)，具體的計(jì)算公式如下：

15、；

16、式中，為第個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)。

17、優(yōu)選的，所述各個(gè)區(qū)域的瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)的獲取邏輯如下：

18、提取經(jīng)過預(yù)處理的風(fēng)機(jī)葉片各個(gè)區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)信息中的振動(dòng)響應(yīng)信息，具體包括在一段時(shí)間內(nèi)不同時(shí)刻各個(gè)區(qū)域的葉片彎曲度、葉片表面受力變化的幅度以及葉片振動(dòng)頻率，并按照時(shí)間序列分別用函數(shù)、和進(jìn)行表示，為時(shí)間點(diǎn)，表示在一段時(shí)間內(nèi)時(shí)刻第個(gè)區(qū)域的葉片彎曲度，表示在一段時(shí)間內(nèi)時(shí)刻第個(gè)區(qū)域的葉片表面受力變化的幅度，表示在一段時(shí)間內(nèi)時(shí)刻第個(gè)區(qū)域的葉片振動(dòng)頻率，定義時(shí)間段為\left [ {{t}_{1},{t}_{2}} \right ]，，為正整數(shù)；

19、計(jì)算各個(gè)區(qū)域的瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)，具體的計(jì)算公式如下：

20、；

21、式中，為第個(gè)區(qū)域的瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)。

22、優(yōu)選的，對(duì)生成的各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)和瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)構(gòu)建湍流影響評(píng)估模型，生成各個(gè)區(qū)域的負(fù)載沖擊系數(shù)，具體包括以下步驟：

23、收集在過去一段時(shí)間內(nèi)生成的若干個(gè)各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)、瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)以及對(duì)應(yīng)的負(fù)載沖擊系數(shù)，并分別標(biāo)定為、和，表示在過去一段時(shí)間內(nèi)生成的若干個(gè)各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)、瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)以及對(duì)應(yīng)的負(fù)載沖擊系數(shù)的編號(hào)，，為正整數(shù)，并將收集的過去一段時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)形成歷史數(shù)據(jù)集；

24、選擇多元回歸模型作為湍流影響評(píng)估模型，并通過歷史數(shù)據(jù)集進(jìn)行訓(xùn)練，確定回歸系數(shù)的取值，依據(jù)公式：

25、；

26、式中，、和為回歸系數(shù)；

27、通過最小化預(yù)測(cè)值與實(shí)際值之間的誤差，優(yōu)化回歸系數(shù)，最終確定回歸系數(shù)、和的取值；

28、使用最終確定的回歸系數(shù)，對(duì)構(gòu)建的湍流影響評(píng)估模型，輸入實(shí)時(shí)生成的各個(gè)區(qū)域的湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)和瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)，實(shí)時(shí)生成各個(gè)區(qū)域的負(fù)載沖擊系數(shù)。

29、優(yōu)選的，對(duì)生成的各個(gè)區(qū)域的負(fù)載沖擊系數(shù)進(jìn)行分析，生成沖擊評(píng)估指數(shù)，依據(jù)公式：，并將生成的沖擊評(píng)估指數(shù)與預(yù)先設(shè)定的沖擊評(píng)估指數(shù)閾值區(qū)間\left [ {{iai}^{min}，{iai}^{max}} \right ]進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)比對(duì)結(jié)果評(píng)估湍流對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的瞬時(shí)負(fù)載沖擊程度，并根據(jù)評(píng)估結(jié)果將其劃分為低負(fù)載沖擊、中等負(fù)載沖擊和高負(fù)載沖擊三類，具體比對(duì)分析和劃分如下：

30、若，湍流對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的瞬時(shí)負(fù)載沖擊程度為低程度，則將其劃分為低負(fù)載沖擊；

31、若，湍流對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的瞬時(shí)負(fù)載沖擊程度為中程度，則將其劃分中等負(fù)載沖擊；

32、若，湍流對(duì)風(fēng)機(jī)葉片的瞬時(shí)負(fù)載沖擊程度為高程度，則將其劃分高負(fù)載沖擊。

33、優(yōu)選的，根據(jù)劃分結(jié)果，對(duì)低負(fù)載沖擊、中等負(fù)載沖擊和高負(fù)載沖擊情況下的風(fēng)機(jī)葉片分別采取對(duì)應(yīng)的措施，具體為：

34、對(duì)于劃分結(jié)果為低負(fù)載沖擊情況下的風(fēng)機(jī)葉片，采取的措施為：保持風(fēng)機(jī)葉片當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)，確保其在安全負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行，實(shí)時(shí)監(jiān)控葉片的負(fù)載情況，以保證風(fēng)機(jī)葉片的穩(wěn)定性；

35、對(duì)于劃分結(jié)果為中等負(fù)載沖擊情況下的風(fēng)機(jī)葉片，采取的措施為：調(diào)整風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，減少負(fù)載波動(dòng)，優(yōu)化葉片的負(fù)載分布，并持續(xù)監(jiān)測(cè)葉片的運(yùn)行狀態(tài)；

36、對(duì)于劃分結(jié)果為高負(fù)載沖擊情況下的風(fēng)機(jī)葉片，采取的措施為：立即啟動(dòng)防護(hù)機(jī)制，迅速降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，避免葉片承受沖擊力，并通過系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)度提高風(fēng)機(jī)塔筒的穩(wěn)態(tài)支撐，分擔(dān)葉片的負(fù)載壓力；同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)控風(fēng)機(jī)葉片的振動(dòng)和應(yīng)力數(shù)據(jù)，對(duì)異常情況進(jìn)行預(yù)警。

37、在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明提供的技術(shù)效果和優(yōu)點(diǎn)：

38、1、本發(fā)明通過多傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，克服了現(xiàn)有技術(shù)中單一傳感器獨(dú)立分析的局限性，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)機(jī)葉片不同區(qū)域運(yùn)行狀態(tài)的全面監(jiān)測(cè)。通過獲取葉片彎曲度、受力變化幅度以及振動(dòng)頻率等高精度定量數(shù)據(jù)，并結(jié)合復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算公式生成湍流應(yīng)力強(qiáng)度系數(shù)和瞬時(shí)負(fù)載沖擊系數(shù)，有效地捕捉了湍流在時(shí)間和空間上的不均勻特性，使得評(píng)估過程更加精確和全面。這種多參數(shù)聯(lián)合分析的方法顯著提升了湍流影響評(píng)估的科學(xué)性和可靠性。

39、2、本發(fā)明通過構(gòu)建湍流影響評(píng)估模型并生成負(fù)載沖擊系數(shù)，實(shí)現(xiàn)了湍流對(duì)風(fēng)機(jī)葉片瞬時(shí)負(fù)載沖擊程度的定量化評(píng)估。多元回歸模型的引入不僅使得歷史數(shù)據(jù)的充分利用成為可能，還通過動(dòng)態(tài)調(diào)整回歸系數(shù)，確保模型對(duì)實(shí)時(shí)湍流條件的適應(yīng)性和準(zhǔn)確性。此外，通過沖擊評(píng)估指數(shù)的計(jì)算和與預(yù)設(shè)閾值區(qū)間的比對(duì)，進(jìn)一步細(xì)化了對(duì)湍流影響的分類和量化處理，為風(fēng)機(jī)葉片的運(yùn)行狀態(tài)劃分提供了科學(xué)依據(jù)。這種基于定量分析的分類方式能夠幫助風(fēng)機(jī)在不同負(fù)載沖擊條件下采取相應(yīng)措施，既保障了運(yùn)行安全性，也避免了資源的浪費(fèi)。

40、3、本發(fā)明在低、中、高負(fù)載沖擊情況下分別采取的保護(hù)和調(diào)度措施，充分體現(xiàn)了本發(fā)明的實(shí)用性和智能化。通過保持低負(fù)載沖擊情況下的正常運(yùn)行、優(yōu)化中等負(fù)載沖擊情況下的運(yùn)行參數(shù)以及高負(fù)載沖擊情況下的緊急保護(hù)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)運(yùn)行效率與安全性的平衡。同時(shí)，持續(xù)監(jiān)測(cè)和動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制的引入，使得系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)優(yōu)化湍流影響評(píng)估模型和調(diào)度策略，確保評(píng)估結(jié)果的實(shí)時(shí)性與準(zhǔn)確性。這種閉環(huán)式的動(dòng)態(tài)調(diào)度和評(píng)估設(shè)計(jì)，不僅能夠有效降低葉片和塔筒的機(jī)械應(yīng)力累積，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，還能顯著提升風(fēng)機(jī)整體的運(yùn)行效率，降低維護(hù)成本，具有較強(qiáng)的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。