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公開番号2025009681
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023185932
出願日2023-10-30
発明の名称風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法及び運転寿命予測方法
出願人三峡国際能源投資集団有限公司
代理人弁理士法人朝日奈特許事務所
主分類F03D 17/00 20160101AFI20250109BHJP(液体用機械または機関;風力原動機,ばね原動機,重力原動機;他類に属さない機械動力または反動推進力を発生するもの)
要約【課題】風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法及び運転寿命予測方法を提供する。
【解決手段】風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法は、風力発電ユニットの第1風況パラメータを決定するステップと、第1風況パラメータと運転寿命との相関関係に従って、第1風力発電ユニット運転寿命予測モデルを確立するステップと、複数の第1風況パラメータ値を取得するステップと、第1風況パラメータ値を第1風力発電ユニット運転寿命予測モデルに入力して第1運転寿命を得るステップと、第2運転寿命を取得するステップであって、第2運転寿命は全体負荷の計算によって得られるステップと、同一風力発電ユニットの第1運転寿命と第2運転寿命との差が所定値よりも大きいと、第1運転寿命及び第2運転寿命に従って第2風力発電ユニット運転寿命予測モデルを得るステップと、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法であって、
風力発電ユニットの各第１風況パラメータを決定するステップと、
各前記第１風況パラメータと風力発電ユニットの運転寿命との相関関係に従って、第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを確立するステップと、
複数の風力発電ユニットの各前記第１風況パラメータに対応する第１風況パラメータ値を取得するステップと、
各前記第１風況パラメータ値を前記第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルに入力して各前記風力発電ユニットの第１運転寿命を得るステップと、
各前記風力発電ユニットの第２運転寿命を取得するステップであって、各前記第２運転寿命は全体負荷の計算によって得られるステップと、
同一風力発電ユニットの第１運転寿命と第２運転寿命との差が所定値よりも大きいと、各前記第１運転寿命及び各前記第２運転寿命に従って前記第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを調整し、第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルを得るステップと、を含むことを特徴とする風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法。
続きを表示（約 2,400 文字）【請求項２】
同一風力発電ユニットの第１運転寿命と第２運転寿命との差が所定値よりも大きいと、各前記第１運転寿命及び各前記第２運転寿命に従って前記第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを調整し、第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルを得るステップは、
同一風力発電ユニットの第１運転寿命と第２運転寿命との差が所定値よりも大きいと、各前記風力発電ユニットの第１運転寿命と第２運転寿命との差が前記所定値以下になるまで各前記第１運転寿命及び各前記第２運転寿命に従って各前記第１風況パラメータと前記運転寿命との正の相関関係を調整し、前記第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルを得るステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各第１風況パラメータを決定する前記ステップは、
複数の第２風況パラメータを取得するステップと、
各前記第２風況パラメータと風力発電ユニットの運転寿命との相関度を計算するステップと、
各前記相関度に従って各前記第２風況パラメータをスクリーニングし、各前記第１風況パラメータを得るステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１風況パラメータは乱流強度、所定期間における平均風速及び平均空気密度を含み、前記第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルでは、前記乱流強度、前記平均風速及び前記平均空気密度はいずれも前記運転寿命と正の相関関係を有することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルの式は、以下のとおりであることを特徴とする請求項４に記載の方法。
JPEG
2025009681000005.jpg
15
53
式中、Ｌ
O
は予測された運転寿命、Ｌ
D
は基準寿命、Ｖ
D
は基準平均風速、Ｖ
O
は前記平均風速、ρ
D
は基準平均空気密度、ρ
O
は前記平均空気密度、Ｉ
D
は基準乱流強度、Ｉ
O
は前記乱流強度である。
【請求項６】
風力発電ユニットの運転寿命予測方法であって、
風力発電ユニットの各第１風況パラメータ値を取得するステップと、
各前記第１風況パラメータ値及び風力発電ユニット運転寿命予測モデルに従って前記風力発電ユニットの運転寿命を予測するステップであって、前記風力発電ユニット運転寿命予測モデルは請求項１～５のいずれか１項に記載の風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法によって得られるステップと、を含むことを特徴とする風力発電ユニットの運転寿命予測方法。
【請求項７】
風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築装置であって、
風力発電ユニットの各第１風況パラメータを決定するように構成される決定モジュールと、
各前記第１風況パラメータと風力発電ユニットの運転寿命との相関関係に従って、第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを確立するように構成される確立モジュールと、
複数の風力発電ユニットの各前記第１風況パラメータに対応する第１風況パラメータ値を取得するように構成される第１取得モジュールと、
各前記第１風況パラメータ値を前記第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルに入力して各前記風力発電ユニットの第１運転寿命を得るように構成される第１予測モジュールと、
各前記風力発電ユニットの第２運転寿命を取得するように構成され、各前記第２運転寿命は全体負荷の計算によって得られる第２取得モジュールと、
同一風力発電ユニットの第１運転寿命と第２運転寿命との差が所定値よりも大きいと、各前記第１運転寿命及び各前記第２運転寿命に従って前記第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを調整し、第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルを得るように構成される調整モジュールと、を含むことを特徴とする風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築装置。
【請求項８】
風力発電ユニットの運転寿命予測装置であって、
風力発電ユニットの各第１風況パラメータ値を取得するように構成される第３取得モジュールと、
各前記第１風況パラメータ値及び風力発電ユニット運転寿命予測モデルに従って前記風力発電ユニットの運転寿命を予測するように構成され、前記風力発電ユニット運転寿命予測モデルは請求項１～５のいずれか１項に記載の風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法によって得られる第２予測モジュールと、を含むことを特徴とする風力発電ユニットの運転寿命予測装置。
【請求項９】
コンピュータ機器であって、メモリ及びプロセッサを含み、前記メモリと前記プロセッサは互いに通信可能に接続され、前記メモリにはコンピュータ命令が記憶されており、前記プロセッサは前記コンピュータ命令を実行することで、請求項１～５のいずれか１項に記載の風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法、又は請求項６に記載の風力発電ユニットの運転寿命予測方法のステップを実行することを特徴とするコンピュータ機器。
【請求項１０】
コンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ可読記憶媒体であって、前記コンピュータプログラムがプロセッサにより実行されると、請求項１～５のいずれか１項に記載の風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法、又は請求項６に記載の風力発電ユニットの運転寿命予測方法のステップを実現することを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力発電ユニットの分野に関し、特に風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法及び運転寿命予測方法に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来技術では、全体負荷の計算によって風力発電ユニットの運転ユニット寿命を予測及び評価することができる。しかしながら、全体負荷の計算には費用と時間がかかるだけでなく、全体負荷の計算を利用する過程で風力発電ユニットのユニットモデルを取得する必要がある。一方、風力発電ユニットのユニットモデルはコアデータとして取得し難いという問題がある。また、専門家が現場で実測することで風力発電ユニットの運転寿命を評価することもできるが、このような実測による評価方法は少なくとも６か月のテスト時間を必要とし、長い時間がかかる。したがって、汎用性が高く迅速かつ便利な風力発電ユニットの運転寿命予測方法が緊急に必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
風力発電ユニットの運転寿命を予測するとともに、予測コストを削減し、予測時間を短縮するために、本発明は、風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法及び運転寿命予測方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１態様では、本発明は、
風力発電ユニットの各第１風況パラメータを決定するステップと、
各第１風況パラメータと風力発電ユニットの運転寿命との相関関係に従って、第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを確立するステップと、
複数の風力発電ユニットの各第１風況パラメータに対応する第１風況パラメータ値を取得するステップと、
各第１風況パラメータ値を第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルに入力して各風力発電ユニットの第１運転寿命を得るステップと、
各風力発電ユニットの第２運転寿命を取得するステップであって、各第２運転寿命は全体負荷の計算によって得られるステップと、
同一風力発電ユニットの第１運転寿命と第２運転寿命との差が所定値よりも大きいと、各第１運転寿命及び各第２運転寿命に従って第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを調整し、第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルを得るステップと、を含む風力発電ユニットの運転寿命予測モデルの構築方法を提供する。
【０００５】
関連技術では、全体負荷の計算によって風力発電ユニットの運転寿命を予測する場合、コストが高く、ユニットモデルの取得が困難であるか、又は手動実測による運転寿命の評価に時間がかかることを考慮して、本発明に係る方法によって、まず、風況パラメータと風力発電ユニットとの相関関係に基づいて第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを確立し、次に、全体負荷の計算によって予測された運転寿命で第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを調整し、最終的に風力発電ユニットの運転寿命を予測するための第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルを得て、本発明に係るモデルを利用すれば、全体負荷の計算を使用する必要がなく、ユニットモデルを取得する必要がなく、ユニットの基準寿命及び基準風況パラメータを取得するだけで風力発電ユニットの運転寿命を得ることができ、予測コストを削減するとともに、予測時間を短縮し、予測プロセスの複雑さを低減する。
【０００６】
１つの選択可能な実施形態では、同一風力発電ユニットの第１運転寿命と第２運転寿命との差が所定値よりも大きいと、各第１運転寿命及び各第２運転寿命に従って第１風力発電ユニット運転寿命予測モデルを調整し、第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルを得るステップは、
同一風力発電ユニットの第１運転寿命と第２運転寿命との差が所定値よりも大きいと、各風力発電ユニットの第１運転寿命と第２運転寿命との差が所定値以下になるまで各第１運転寿命及び各第２運転寿命に従って各第１風況パラメータと運転寿命との正の相関関係を調整し、第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルを得るステップを含む。
【０００７】
１つの選択可能な実施形態では、各第１風況パラメータを決定するステップは、
複数の第２風況パラメータを取得するステップと、
各第２風況パラメータと風力発電ユニットの運転寿命との相関度を計算するステップと、
各相関度に従って各第２風況パラメータをスクリーニングし、各第１風況パラメータを得るステップと、を含む。
【０００８】
１つの選択可能な実施形態では、第１風況パラメータは乱流強度、所定期間における平均風速及び平均空気密度を含み、第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルでは、乱流強度、平均風速及び平均空気密度はいずれも運転寿命と正の相関関係を有する。
【０００９】
１つの選択可能な実施形態では、第２風力発電ユニット運転寿命予測モデルの式は、以下のとおりである。
【００１０】
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2025009681000002.jpg
15
46
式中、Ｌ
O
は予測された運転寿命、Ｌ
D
は基準寿命、Ｖ
D
は基準平均風速、Ｖ
O
は平均風速、ρ
D
は基準平均空気密度、ρ
O
は平均空気密度、Ｉ
D
は基準乱流強度、Ｉ
O
は乱流強度である。
（【００１１】以降は省略されています）

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