基于测风雷达的风机载荷监测方法和系统

技术领域

本发明涉及风机监测的领域，尤其涉及基于测风雷达的风机载荷监测方法和系统。

背景技术

风力作为一种清洁能源，其现有的开发效率仍然较低。风机作为风力发电的主要设备，当气流流动穿过风机的叶片后，会带动叶片旋转从而进行发电操作。当风机所处环境的风速过大时，容易导致风机的叶片以过快速度进行转动，从而增大风机的运转载荷，当风机的运转载荷增加到一定程度时，会使得风机发生不可逆的损坏，降低风机的工作寿命。为了保证风机能够保持以最大效率进行稳定可持续的运转，需要对风机进行载荷监测，及时调整风机的运转状态，从而保证风机的运转可靠性和可持续性。

发明内容

本发明的目的在于提供基于测风雷达的风机载荷监测方法和系统，其分析与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，将风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合，便于对所有风机进行区分化的运转负荷状态分析，准确识别其中处于超负荷运转状态的风机；还从风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据，进一步得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，以此对相应风机受到的气流作用进行定量确定；再基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更，以此调整处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态，实现对风机载荷的及时准确监测，有效调整风机的运转状态，保证风机的运转可靠性和可持续性。

本发明是通过以下技术方案实现：

基于测风雷达的风机载荷监测方法，包括：

获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，对所述测风结果数据进行分析，将所述风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机均处于相同气流作用状态；对所述风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机；

基于处于超负荷运转状态的所有风机各自的属性信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据；对所述测风结果子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息；

基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断所述处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更；当允许进行运转状态变更，则调整所述处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态。

可选地，获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，对所述测风结果数据进行分析，将所述风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机均处于相同气流作用状态；对所述风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机，包括：

获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列下属所有测风雷达各自的测风结果数据，基于所述测风雷达阵列下属所有测风雷达各自的位置信息，对所述测风结果数据进行分析，确定每个测风雷达对应测风覆盖空间范围内的气流流动方向分布信息；将所述测风雷达阵列下属所有测风雷达对应的气流流动方向分布信息进行整合，得到所述风机阵列所在三维空间范围的整体气流流动方向分布信息；基于所述整体气流流动方向分布信息，确定所述风机阵列下属所有风机各自受到的气流作用方向，以此将所述风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机的受到的气流作用方向均相同；

获取所述风机集合下属所有风机各自的实时旋转速度数据和电能生成数据，对所述实时旋转速度数据和所述电能生成数据进行分析，得到所述风机的风力发电转换效率值；将所述风力发电转换效率值与预设效率阈值进行对比，若所述风力发电转换效率值大于或等于预设效率阈值，则判断所述风机处于超负荷运转状态；否则，判断所述风机不处于超负荷运转状态。

可选地，对所述风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机，包括：

步骤S1，利用下面公式(1)，对所述风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机，

在上述公式(1)中，D(a,b)表示所述风机集合中第a行第b列风机的超负荷运转状态判定值；t

若D(a,b)＝1，则表示所述风机集合中第a行第b列风机处于超负荷运转状态；

若D(a,b)＝0，则表示所述风机集合中第a行第b列风机不处于超负荷运转状态；

步骤S2，利用下面公式(2)，根据识别出的处于超负荷运转状态的所有风机超负荷运转的时长占比，生成超负荷运转风机矩阵，

在上述公式(2)中，H(a,b)表示生成的超负荷运转风机矩阵中第a行第b列位置的元素值；

步骤S3，利用下面公式(3)，根据所述超负荷运转风机矩阵，生成风机阵列内部的超负荷运转观察图像，

在上述公式(3)中，G(a,b)表示生成的风机阵列内部的超负荷运转观察图像的图像矩阵中第a行第b列位置的色度值。

可选地，基于处于超负荷运转状态的所有风机各自的属性信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据；对所述测风结果子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，包括：

获取处于超负荷运转状态的所有风机各自的位置信息，基于所述位置信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风速度子数据；

对测风速度子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息。

可选地，基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断所述处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更；当允许进行运转状态变更，则调整所述处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态，包括：

基于处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息，确定所述叶片所在平面与其受到的气流作用方向之间的夹角，若所述夹角为直角，则判断所述处于超负荷运转状态的风机允许进行运转状态变更；否则，判断所述处于超负荷运转状态的风机不允许进行运转状态变更；

当允许进行运转状态变更，则基于所述处于超负荷运转状态的风机的叶片允许变动偏航角度冗余值，逐渐改变所述处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的偏航角，直到所述处于超负荷运转状态的风机的实际运转功率下降至预设运转功率阈值为止。

基于测风雷达的风机载荷监测系统，包括：

风机集合划分模块，用于获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，对所述测风结果数据进行分析，将所述风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机均处于相同气流作用状态；

风机负荷识别模块，用于对所述风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机；

测风数据筛选模块，用于基于处于超负荷运转状态的所有风机各自的属性信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据；

气流作用信息确定模块，用于对所述测风结果子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息；

风机变更权限确定模块，用于基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断所述处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更；

风机运转状态调整模块，用于当允许进行运转状态变更，则调整所述处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态。

可选地，所述风机集合划分模块用于获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，对所述测风结果数据进行分析，将所述风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机均处于相同气流作用状态，包括：

获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列下属所有测风雷达各自的测风结果数据，基于所述测风雷达阵列下属所有测风雷达各自的位置信息，对所述测风结果数据进行分析，确定每个测风雷达对应测风覆盖空间范围内的气流流动方向分布信息；将所述测风雷达阵列下属所有测风雷达对应的气流流动方向分布信息进行整合，得到所述风机阵列所在三维空间范围的整体气流流动方向分布信息；基于所述整体气流流动方向分布信息，确定所述风机阵列下属所有风机各自受到的气流作用方向，以此将所述风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机的受到的气流作用方向均相同；

所述风机负荷识别模块用于对所述风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机，包括：

获取所述风机集合下属所有风机各自的实时旋转速度数据和电能生成数据，对所述实时旋转速度数据和所述电能生成数据进行分析，得到所述风机的风力发电转换效率值；将所述风力发电转换效率值与预设效率阈值进行对比，若所述风力发电转换效率值大于或等于预设效率阈值，则判断所述风机处于超负荷运转状态；否则，判断所述风机不处于超负荷运转状态。

可选地，所述测风数据筛选模块用于基于处于超负荷运转状态的所有风机各自的属性信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据，包括：

获取处于超负荷运转状态的所有风机各自的位置信息，基于所述位置信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风速度子数据；

所述气流作用信息确定模块用于对所述测风结果子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，包括：

对测风速度子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息。

可选地，所述风机变更权限确定模块用于基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断所述处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更，包括：

基于处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息，确定所述叶片所在平面与其受到的气流作用方向之间的夹角，若所述夹角为直角，则判断所述处于超负荷运转状态的风机允许进行运转状态变更；否则，判断所述处于超负荷运转状态的风机不允许进行运转状态变更；

所述风机运转状态调整模块用于当允许进行运转状态变更，则调整所述处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态，包括：

当允许进行运转状态变更，则基于所述处于超负荷运转状态的风机的叶片允许变动偏航角度冗余值，逐渐改变所述处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的偏航角，直到所述处于超负荷运转状态的风机的实际运转功率下降至预设运转功率阈值为止。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本申请提供的基于测风雷达的风机载荷监测方法和系统分析与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，将风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合，便于对所有风机进行区分化的运转负荷状态分析，准确识别其中处于超负荷运转状态的风机；还从风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据，进一步得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，以此对相应风机受到的气流作用进行定量确定；再基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更，以此调整处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态，实现对风机载荷的及时准确监测，有效调整风机的运转状态，保证风机的运转可靠性和可持续性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1为本发明提供的基于测风雷达的风机载荷监测方法的流程示意图。

图2为本发明提供的基于测风雷达的风机载荷监测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1所示，本申请一实施例提供的基于测风雷达的风机载荷监测方法。该基于测风雷达的风机载荷监测方法包括：

获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，对该测风结果数据进行分析，将该风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机均处于相同气流作用状态；对该风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机；

基于处于超负荷运转状态的所有风机各自的属性信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据；对该测风结果子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息；

基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断该处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更；当允许进行运转状态变更，则调整该处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态。

上述实施例的有益效果，该基于测风雷达的风机载荷监测方法分析与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，将风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合，便于对所有风机进行区分化的运转负荷状态分析，准确识别其中处于超负荷运转状态的风机；还从风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据，进一步得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，以此对相应风机受到的气流作用进行定量确定；再基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更，以此调整处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态，实现对风机载荷的及时准确监测，有效调整风机的运转状态，保证风机的运转可靠性和可持续性。

在另一实施例中，获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，对该测风结果数据进行分析，将该风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机均处于相同气流作用状态；对该风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机，包括：

获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列下属所有测风雷达各自的测风结果数据，基于该测风雷达阵列下属所有测风雷达各自的位置信息，对该测风结果数据进行分析，确定每个测风雷达对应测风覆盖空间范围内的气流流动方向分布信息；将该测风雷达阵列下属所有测风雷达对应的气流流动方向分布信息进行整合，得到该风机阵列所在三维空间范围的整体气流流动方向分布信息；基于该整体气流流动方向分布信息，确定该风机阵列下属所有风机各自受到的气流作用方向，以此将该风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机的受到的气流作用方向均相同；

获取该风机集合下属所有风机各自的实时旋转速度数据和电能生成数据，对该实时旋转速度数据和该电能生成数据进行分析，得到该风机的风力发电转换效率值；将该风力发电转换效率值与预设效率阈值进行对比，若该风力发电转换效率值大于或等于预设效率阈值，则判断该风机处于超负荷运转状态；否则，判断该风机不处于超负荷运转状态。

上述实施例的有益效果，风机阵列包括呈矩阵形式排列的若干风机，该风机阵列内部间隔设置有呈规律状态排列的若干测风雷达，从而构成相应的测风雷达阵列，该测风雷达可为但不限于是激光测风雷达。每个测风雷达对自身所在位置及其附近区域范围进行气流数据检测，从而得到相应的测风数据结果，再对该测风数据结果进行分析，得到每个测风雷达对应测风覆盖空间范围内的气流流动方向分布信息，由于测风雷达间隔设置在该风机阵列内部，故该气流流动方向分布信息也能够表征该风机阵列内部不同区域的气流流动方向状态。再将该测风雷达阵列下属所有测风雷达对应的气流流动方向分布信息进行整合，得到该风机阵列所在三维空间范围的整体气流流动方向分布信息，从而对该风机阵列内部全局区域范围的气流流动方向状态进行量化确定。并且基于该整体气流流动方向分布信息，确定该风机阵列下属所有风机各自受到的气流作用方向，以此将该风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合，这样能够保证同一风机集合下属所有风机的受到的气流作用方向均相同，便于后续对同一风机集合下属所有风机进行集中统一的载荷状态识别。获取和分析该风机集合下属所有风机各自的实时旋转速度数据和电能生成数据，得到该风机的风力发电转换效率值，这样能够对该风机在风力发电过程中将风能转换为电能的效率进行量化确定，便于准确判断风机是否处于超负荷运转状态。

在另一实施例中，对该风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机，包括：

步骤S1，利用下面公式(1)，对该风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机，

在上述公式(1)中，D(a,b)表示该风机集合中第a行第b列风机的超负荷运转状态判定值；t

若D(a,b)＝1，则表示该风机集合中第a行第b列风机处于超负荷运转状态；

若D(a,b)＝0，则表示该风机集合中第a行第b列风机不处于超负荷运转状态；

步骤S2，利用下面公式(2)，根据识别出的处于超负荷运转状态的所有风机超负荷运转的时长占比，生成超负荷运转风机矩阵，

在上述公式(2)中，H(a,b)表示生成的超负荷运转风机矩阵中第a行第b列位置的元素值；

步骤S3，利用下面公式(3)，根据该超负荷运转风机矩阵，生成风机阵列内部的超负荷运转观察图像，

在上述公式(3)中，G(a,b)表示生成的风机阵列内部的超负荷运转观察图像的图像矩阵中第a行第b列位置的色度值。

上述实施例的有益效果，利用上述公式(1)，对该风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机，从而将存在超负荷运转状态的所有风机都标记出来便于后续的控制；再利用上述公式(2)，根据识别出的处于超负荷运转状态的所有风机超负荷运转的时长占比，生成超负荷运转风机矩阵，从而知晓每个超负荷运转状态的风机的超负荷情况，便于对每个负荷运转状态的风机进行针对性检查和修复；然后利用上述公式(3)，根据该超负荷运转风机矩阵，生成风机阵列内部的超负荷运转观察图像，从而利用图像更加直观的反应每个风机的状态，便于工作人员进行针对性排查。

在另一实施例中，基于处于超负荷运转状态的所有风机各自的属性信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据；对该测风结果子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，包括：

获取处于超负荷运转状态的所有风机各自的位置信息，基于该位置信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风速度子数据；

对测风速度子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息。

上述实施例的有益效果，获取处于超负荷运转状态的所有风机各自的位置信息，并该位置信息为基准，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风速度子数据，对该风机集合下属每个风机的风速状态进行准确标定。还对测风速度子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息，为后续调整风机的运转状态提供可靠的依据。

在另一实施例中，基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断该处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更；当允许进行运转状态变更，则调整该处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态，包括：

基于处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息，确定该叶片所在平面与其受到的气流作用方向之间的夹角，若该夹角为直角，则判断该处于超负荷运转状态的风机允许进行运转状态变更；否则，判断该处于超负荷运转状态的风机不允许进行运转状态变更；

当允许进行运转状态变更，则基于该处于超负荷运转状态的风机的叶片允许变动偏航角度冗余值，逐渐改变该处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的偏航角，直到该处于超负荷运转状态的风机的实际运转功率下降至预设运转功率阈值为止。

上述实施例的有益效果，基于处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息，确定该叶片所在平面与其受到的气流作用方向之间的夹角，当该夹角为直角，表明该风机的叶片在当前气流驱动下处于最高效率的运转状态，此时可通过调整叶片的偏航角度来降低叶片受到的气流驱动作用，即该处于超负荷运转状态的风机允许进行运转状态变更；否则，确定该处于超负荷运转状态的风机不允许进行运转状态变更。当该处于超负荷运转状态的风机允许进行运转状态变更，则基于该处于超负荷运转状态的风机的叶片允许变动偏航角度冗余值(即在偏航角度方向上的可变动角度范围值)，逐渐改变该处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的偏航角，直到该处于超负荷运转状态的风机的实际运转功率下降至预设运转功率阈值为止，这样能够保证该处于超负荷运转状态的风机逐渐降低自身的载荷，避免该风机长时间处于过载工作状态而发生不可逆损坏。

请参阅图2所示，本申请一实施例提供的基于测风雷达的风机载荷监测系统。该基于测风雷达的风机载荷监测系统包括：

风机集合划分模块，用于获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，对该测风结果数据进行分析，将该风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机均处于相同气流作用状态；

风机负荷识别模块，用于对该风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机；

测风数据筛选模块，用于基于处于超负荷运转状态的所有风机各自的属性信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据；

气流作用信息确定模块，用于对该测风结果子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息；

风机变更权限确定模块，用于基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断该处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更；

风机运转状态调整模块，用于当允许进行运转状态变更，则调整该处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态。

上述实施例的有益效果，该基于测风雷达的风机载荷监测系统分析与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，将风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合，便于对所有风机进行区分化的运转负荷状态分析，准确识别其中处于超负荷运转状态的风机；还从风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据，进一步得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，以此对相应风机受到的气流作用进行定量确定；再基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更，以此调整处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态，实现对风机载荷的及时准确监测，有效调整风机的运转状态，保证风机的运转可靠性和可持续性。

在另一实施例中，该风机集合划分模块用于获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，对该测风结果数据进行分析，将该风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机均处于相同气流作用状态，包括：

获取与风机阵列匹配的测风雷达阵列下属所有测风雷达各自的测风结果数据，基于该测风雷达阵列下属所有测风雷达各自的位置信息，对该测风结果数据进行分析，确定每个测风雷达对应测风覆盖空间范围内的气流流动方向分布信息；将该测风雷达阵列下属所有测风雷达对应的气流流动方向分布信息进行整合，得到该风机阵列所在三维空间范围的整体气流流动方向分布信息；基于该整体气流流动方向分布信息，确定该风机阵列下属所有风机各自受到的气流作用方向，以此将该风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合；其中，每个风机集合下属所有风机的受到的气流作用方向均相同；

该风机负荷识别模块用于对该风机集合下属所有风机各自的实时运转数据进行分析，识别其中处于超负荷运转状态的所有风机，包括：

获取该风机集合下属所有风机各自的实时旋转速度数据和电能生成数据，对该实时旋转速度数据和该电能生成数据进行分析，得到该风机的风力发电转换效率值；将该风力发电转换效率值与预设效率阈值进行对比，若该风力发电转换效率值大于或等于预设效率阈值，则判断该风机处于超负荷运转状态；否则，判断该风机不处于超负荷运转状态。

上述实施例的有益效果，风机阵列包括呈矩阵形式排列的若干风机，该风机阵列内部间隔设置有呈规律状态排列的若干测风雷达，从而构成相应的测风雷达阵列，该测风雷达可为但不限于是激光测风雷达。每个测风雷达对自身所在位置及其附近区域范围进行气流数据检测，从而得到相应的测风数据结果，再对该测风数据结果进行分析，得到每个测风雷达对应测风覆盖空间范围内的气流流动方向分布信息，由于测风雷达间隔设置在该风机阵列内部，故该气流流动方向分布信息也能够表征该风机阵列内部不同区域的气流流动方向状态。再将该测风雷达阵列下属所有测风雷达对应的气流流动方向分布信息进行整合，得到该风机阵列所在三维空间范围的整体气流流动方向分布信息，从而对该风机阵列内部全局区域范围的气流流动方向状态进行量化确定。并且基于该整体气流流动方向分布信息，确定该风机阵列下属所有风机各自受到的气流作用方向，以此将该风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合，这样能够保证同一风机集合下属所有风机的受到的气流作用方向均相同，便于后续对同一风机集合下属所有风机进行集中统一的载荷状态识别。获取和分析该风机集合下属所有风机各自的实时旋转速度数据和电能生成数据，得到该风机的风力发电转换效率值，这样能够对该风机在风力发电过程中将风能转换为电能的效率进行量化确定，便于准确判断风机是否处于超负荷运转状态。

在另一实施例中，该测风数据筛选模块用于基于处于超负荷运转状态的所有风机各自的属性信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据，包括：

获取处于超负荷运转状态的所有风机各自的位置信息，基于该位置信息，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风速度子数据；

该气流作用信息确定模块用于对该测风结果子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，包括：

对测风速度子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息。

上述实施例的有益效果，获取处于超负荷运转状态的所有风机各自的位置信息，并该位置信息为基准，从其所在的风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风速度子数据，对该风机集合下属每个风机的风速状态进行准确标定。还对测风速度子数据进行分析，得到处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息，为后续调整风机的运转状态提供可靠的依据。

在另一实施例中，该风机变更权限确定模块用于基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断该处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更，包括：

基于处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息，确定该叶片所在平面与其受到的气流作用方向之间的夹角，若该夹角为直角，则判断该处于超负荷运转状态的风机允许进行运转状态变更；否则，判断该处于超负荷运转状态的风机不允许进行运转状态变更；

该风机运转状态调整模块用于当允许进行运转状态变更，则调整该处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态，包括：

当允许进行运转状态变更，则基于该处于超负荷运转状态的风机的叶片允许变动偏航角度冗余值，逐渐改变该处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的偏航角，直到该处于超负荷运转状态的风机的实际运转功率下降至预设运转功率阈值为止。

上述实施例的有益效果，基于处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的气流作用方向信息，确定该叶片所在平面与其受到的气流作用方向之间的夹角，当该夹角为直角，表明该风机的叶片在当前气流驱动下处于最高效率的运转状态，此时可通过调整叶片的偏航角度来降低叶片受到的气流驱动作用，即该处于超负荷运转状态的风机允许进行运转状态变更；否则，确定该处于超负荷运转状态的风机不允许进行运转状态变更。当该处于超负荷运转状态的风机允许进行运转状态变更，则基于该处于超负荷运转状态的风机的叶片允许变动偏航角度冗余值(即在偏航角度方向上的可变动角度范围值)，逐渐改变该处于超负荷运转状态的风机的叶片所在平面的偏航角，直到该处于超负荷运转状态的风机的实际运转功率下降至预设运转功率阈值为止，这样能够保证该处于超负荷运转状态的风机逐渐降低自身的载荷，避免该风机长时间处于过载工作状态而发生不可逆损坏。

总体而言，该基于测风雷达的风机载荷监测方法和系统分析与风机阵列匹配的测风雷达阵列的测风结果数据，将风机阵列内部所有风机划分为若干风机集合，便于对所有风机进行区分化的运转负荷状态分析，准确识别其中处于超负荷运转状态的风机；还从风机集合对应的测风结果数据中提取处于超负荷运转状态的所有风机各自对应的测风结果子数据，进一步得到处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，以此对相应风机受到的气流作用进行定量确定；再基于处于超负荷运转状态的风机对应受到的气流作用信息，判断处于超负荷运转状态的风机是否允许进行运转状态变更，以此调整处于超负荷运转状态的风机的运转动作状态，实现对风机载荷的及时准确监测，有效调整风机的运转状态，保证风机的运转可靠性和可持续性。

上述仅为本发明的一个具体实施方式，其它基于本发明构思的前提下做出的任何改进都视为本发明的保护范围。