江苏靖江互感器股份有限公司周楠获国家专利权
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龙图腾网获悉江苏靖江互感器股份有限公司申请的专利一种基于海上风电系统的互感器故障预测判断方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120297160B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510779360.4,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种基于海上风电系统的互感器故障预测判断方法是由周楠;陈莹;于杰;张洁设计研发完成,并于2025-06-12向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于海上风电系统的互感器故障预测判断方法在说明书摘要公布了:本发明的目的是提出一种基于海上风电系统的互感器故障预测判断方法,解决海上风电中互感器面临的问题。为达到该目的,本发明一种基于海上风电系统的互感器故障预测判断方法,根据已有海上风力发电机组的运转状况构建多物理场联合仿真模型,完成LSTM‑Kalman混合算法迭代优化,基于混合算法迭代优化结果在海上风力发电机组实施,对硬件系统进行升级,最终通过多物理场联合仿真模型实现故障预测。本发明针对海上风电铁磁谐振预测的技术问题,提出融合硬件改造、智能算法与系统验证的闭环解决方案。通过建立模型预测互感器中可能遇到的问题,并自动进行处理;形成环境自适应、故障可预判、决策自进化的海上风电故障预测防控体系。
本发明授权一种基于海上风电系统的互感器故障预测判断方法在权利要求书中公布了:1.一种基于海上风电系统的互感器故障预测判断方法,其特征在于:根据已有海上风力发电机组的运转状况构建多物理场联合仿真模型,所述多物理场联合仿真模型实现步骤具体为: 步骤1:基于海上风力发电机组进行物理参数采集,在关键点位置部署温度振动传感器,同步安装分布式光纤测温系统,其中分布式光纤测的空间分辨率匹配电缆热场的网格划分; 步骤2:三维实体建模:使用数值仿真软件构建包含电缆、互感器、消弧线圈的精细化几何模型,并设置材料属性; 步骤3:进行场域耦合求解:电磁场求解:通过Maxwell方程组计算涡流损耗分布,再将损耗值作为热源导入热传导方程实现热力场映射: 步骤4:对模型进行降阶处理; 步骤5:硬件在环验证,通过OPAL-RT将降阶模型加载至FPGA,连接实际传感器与执行器:注入模拟故障电流,对比实测温升曲线与仿真结果,调整模型参数直至误差3%; 步骤6:在线自适应校准,每24小时自动注入10mA检测电流,并基于最小二乘法的参数辨识; 基于所述多物理场联合仿真模型部署边缘计算节点样机,同步搭建盐雾-振动复合试验环境;随后基于所述盐雾-振动复合试验环境开展系统性加速老化验证,完成LSTM-Kalman混合算法迭代优化, LSTM-Kalman混合算法迭代优化具体包括以下步骤: S1、数据预处理与特征工程,剔除异常值后进行归一化处理,生成滞后特征与滑动窗口特,增强时序相关性; S2、LSTM模型的网络架构搭建并进行参数初始化: S3、LSTM时序预测:所述时序预测包括训练阶段和推理阶段,最终预测结果初步生成; S4、建立状态空间模型: , 其中为关键位置的温度真实值,A是状态转移矩阵,为关键位置的温度线性变化值,为过程噪声; 以及观测方程: , 为传感器测量值,H为量测矩阵,为关键位置的温度真实值,为观测噪声; 设置初始参数:过程噪声协方差Q=0.1,观测噪声协方差R=0.5; 初始状态估计LSTM初始预测值,误差协方差P0=1; S5、卡尔曼滤波迭代修正; S6、修正后预测生成;对LSTM的原始预测值,通过Kalman滤波递推得到修正值; 基于混合算法迭代优化结果在海上风力发电机组实施,对硬件系统进行升级,运行升级后的硬件系统,在运行过程中进行故障特征提取,将故障特征与多物理场联合仿真模型匹配,最终通过多物理场联合仿真模型实现故障预测。
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