[发明专利]一种基于数值天气预报的风电场风机飞絮侵扰预警方法

说明书

本发明公开了一种基于数值天气预报的风电场风机飞絮侵扰预警方法，针对预警区域及其周边辐射区域的杨树品种，分析生长特性与气象条件关系，确定飞絮发生的天气条件，结合风电场风机特性，建立飞絮侵扰的气象预警指标。基于地面气象站观测资料和数值天气预报结果，对未来一段时间的风机飞絮侵扰做出预警。本发明的基于数值天气预报的风电场风机飞絮侵扰预警方法，能够有效预报飞絮开始发生时间，判断飞絮等级，提前预警飞絮侵扰情况，有助于风机维护人员制定合理维护保养计划，能够显著提升风电场风机清理施工作业效率，为制定合理风机保障维护作业计划提供有力依据，同时提高风机运行效率、延长风机关键部件寿命、降低风电场运营维护成本。

技术领域

本发明涉及风电场风机维护与气象预报预警的交叉领域，尤其涉及一种基于数值天气预报的风电场风机飞絮侵扰预警方法。

背景技术

杨树在我国西北、华北、东北以及长江流域等均有分布，其生长发育的生物学特性与气象环境密切相关。相关研究表明，在气温、湿度、降水等满足一定条件时，杨树蒴果逐渐开裂，产生飞絮。

杨树飞絮不仅降低环境质量、危害人们身体健康、威胁公共交通安全，还会影响风电场风机安全稳定运行。当风机机舱的齿轮箱和发电机受到飞絮堵塞时，通风量会有所减少，冷却效率降低，致使齿轮箱和发电机频发高温故障，进而导致发电量下降，也会减少机组的整体使用寿命。

因此，基于天气预报信息，开展针对风电场风机的飞絮侵扰预警，对开展风机飞絮清理作业、提高风机运行效率、延长风机关键部件寿命、降低风电场运营维护成本有重要指导作用和经济价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于数值天气预报的风电场风机飞絮侵扰预警方法，能够有效预报飞絮开始发生时间，判断飞絮等级，提前预警飞絮侵扰情况，有助于风机维护人员制定合理维护保养计划，提升风机飞絮清理工作效率。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于数值天气预报的风电场风机飞絮侵扰预警方法，包括以下步骤：

S1：判断风电场周围有无杨树，根据杨树品种确定其飞絮期初始的气象条件；

S2：确定飞絮产生后影响飞絮浓度的气象因子；

S3：确定风电场参证气象站，对参证气象站的气象因子进行订正，得到风电场位置的历史气象因子；

S4：获取并处理数值天气预报对应的气象因子数据；

S5：确定风电场风机飞絮侵扰等级，及各等级对应的气象因子阈值；

S6、根据风电场的历史气象因子和预报气象因子，滚动计算飞絮初始日期，判断风电场风机飞絮侵扰预警等级。

进一步地，步骤S1中以有效积温T_e、日平均温度作为判断飞絮初始的气象因子。

进一步地，步骤S2中飞絮产生后影响飞絮浓度的气象因子包括：日平均温度日平均风速日平均相对湿度日累积降水量P、日照时数S。

进一步地，步骤S3中参证气象站的气象因子包括：历史的温度、风速、湿度、降水、日照时数数据。

进一步地，步骤S3中对参证气象站的气象因子进行订正的方法为：根据风电场和参证站的高度差异，采用经验公式，对参证站的历史温度序列进行订正，得到风电场位置的历史温度序列。

进一步地，步骤S4中获取风电场位置处未来7天数值天气预报的逐时温度、风速、湿度、降水、日照数据，并将这些气象因子处理为逐日数据。

进一步地，步骤S5确定风电场风机飞絮侵扰为三个等级，对应的预警包括红色预警、黄色预警和蓝色预警，红色预警表示风机受重度飞絮侵扰，黄色预警表示风机受中度飞絮侵扰，蓝色预警表示风机受轻度飞絮侵扰。