本发明涉及勘探测量，具体涉及一种风电塔筒倾斜监测方法、装置及系统。
背景技术：
1、随着风电、通信等行业的快速发展，塔筒作为风力发电机组的支撑部件，其稳定性和安全性直接影响到风电机组的正常运行和整个风电场的安全生产；因此，建立一套高效、精准的塔筒安全监测预警系统显得尤为重要。风电塔筒在运行过程中，由于基础地质条件、温度、风荷载、日晒、雨淋、腐蚀等多种因素的影响，容易发生倾斜；传统的塔筒倾斜度监测方法往往依赖于人工操作，难以实现实时监测和远程监控，无法满足现代风电场对智能化、自动化的需求。
2、随着物联网、大数据、云计算等技术的不断发展，智能化监测成为风电塔筒倾斜度监测的重要趋势；通过安装传感器等监测设备，可以实现对塔筒倾斜度的实时监测。现有的塔筒安全监测一般是对塔筒本身振动或倾斜进行监测，并未将振动、倾斜及晃动进行同时监测，监测数据较为单一，无法进行塔筒倾斜原因的整体判断，预警准确性较差。
3、由于风电塔筒在实际运行中，基础倾斜角度、塔筒晃动幅值及塔顶绝对位移三者之间相互作用且相互影响，共同决定了塔筒的稳定性和安全性。因此通过数据融合处理和分析得到塔筒的整体倾斜系数，而单类数据的异常也反映了塔筒在某一方面的问题，即使整体倾斜系数在安全范围内，但单类数据的异常也有可能对塔筒的整体安全产生不利影响，因此还需要对多类数据共同分析调整整体倾斜系数，从而保证风电塔筒倾斜监测的安全预警准确性。
技术实现思路
1、本发明提供一种风电塔筒倾斜监测方法、装置及系统，以解决现有的风电塔筒倾斜监测过程监测数据较为单一而影响安全预警准确性的问题，所采用的技术方案具体如下：
2、本发明提出了一种风电塔筒倾斜监测方法，该方法包括以下步骤：
3、采集风电塔筒若干天每个时刻多个维度的塔筒倾斜数据，以及每个时刻的风速数据；所述塔筒倾斜数据包括基础倾斜角度、塔筒晃动幅值及塔顶绝对位移；
4、对每天分别划分为若干时间段，根据每个时间段内各维度的塔筒倾斜数据与风速数据的变化趋势相似关系，得到每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据的风速相关性；根据每天每个维度的塔筒倾斜数据中各极大值点左右两侧的数据分布，以及左右两侧数据对应的风速数据之间的差异，得到每天每个维度的塔筒倾斜数据的异常可能性；
5、基于每天每个维度的塔筒倾斜数据的异常可能性及风速相关性，得到每个时间段内基础倾斜角度的塔筒异常影响因子；结合每个时间段内塔筒晃动幅值与塔顶绝对位移之间的变化相似关系、塔顶绝对位移与基础倾斜角度之间的变化相似关系，以及每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据的风速相关性，分别得到每个时间段内塔筒晃动幅值的塔筒异常影响因子，以及每个时间段内塔顶绝对位移的塔筒异常影响因子；
6、根据每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据的塔筒异常影响因子，对每个时间段不同维度的塔筒倾斜数据进行分析，加权获取每个时刻的整体倾斜系数，完成风电塔筒的倾斜监测。
7、可选的，所述得到每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据的风速相关性，包括的具体方法为：
8、根据每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据，以及每个时间段的风速数据，获取每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据序列及塔筒倾斜变化序列，以及每个事件段的风速序列及风速变化序列；
9、第天第个时间段第个维度的塔筒倾斜数据的风速相关性的计算方法为：
10、
11、其中，表示第天第个时间段第个维度的塔筒倾斜变化序列与第天第个时间段的风速变化序列的皮尔逊相关系数，表示第天第个时间段在第天所有时间段中的次序值，表示每天中时间段的数量。
12、可选的，所述每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据序列及塔筒倾斜变化序列，以及每个事件段的风速序列及风速变化序列，具体的获取方法为：
13、基于每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据，按照时序排列得到每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据序列，并基于风速数据获取每个时间段的风速序列；
14、对每个维度的塔筒倾斜数据序列及风速序列分别获取每个元素的斜率，将各元素的斜率按照对应时间段的时序排序得到的序列，分别记为每个时间段每个维度的塔筒倾斜变化序列，以及风速变化序列。
15、可选的，所述得到每天每个维度的塔筒倾斜数据的异常可能性，包括的具体方法为：
16、对第天第个维度的所有塔筒倾斜数据获取若干极大值点，对所述若干极大值点聚类得到若干类簇，将所有类簇中极大值点数量最多的类簇，作为第天第个维度的代表极值点；
17、对于第天第个维度的第个代表极值点，分别获取该代表极值点与左右两侧相邻的极大值点之间各自的塔筒倾斜数据的数量，将所述数量中的最小值作为该代表极值点的参考数量；
18、第天第个维度的塔筒倾斜数据的异常可能性的计算方法为：
19、
20、其中，表示第天第个维度的代表极值点的数量，表示第天第个维度的第个代表极值点的参考数量，与分别表示第天第个维度的第个代表极值点左右两侧第个塔筒倾斜数据，与分别表示第天第个维度的第个代表极值点左右两侧第个塔筒倾斜数据对应时刻下的风速数据，表示绝对值函数。
21、可选的，所述得到每个时间段内基础倾斜角度的塔筒异常影响因子，包括的具体方法为：
22、当时，第个维度的塔筒倾斜数据为基础倾斜角度；将第天第个维度的塔筒倾斜数据的异常可能性，与第天第个时间段第个维度的塔筒倾斜数据的风速相关性的比值，作为第天第个时间段内基础倾斜角度的塔筒异常影响因子。
23、可选的，所述每个时间段内塔筒晃动幅值的塔筒异常影响因子，具体的获取方法为：
24、对于第天第个时间段第个维度的塔筒倾斜数据，当时，第个维度的塔筒倾斜数据为塔筒晃动幅值，第天第个时间段内塔筒晃动幅值的塔筒异常影响因子的计算方法为：
25、
26、其中，表示第天内塔筒晃动幅值的异常可能性，表示第天第个时间段内塔筒晃动幅值的风速相关性，表示第天第个时间段内塔筒晃动幅值与塔顶绝对位移的塔筒倾斜数据序列之间的皮尔逊相关系数，表示绝对值函数。
27、可选的，所述每个时间段内塔顶绝对位移的塔筒异常影响因子，具体的获取方法为：
28、对于第天第个时间段第个维度的塔筒倾斜数据，当时，第个维度的塔筒倾斜数据为塔顶绝对位移，第天第个时间段内塔顶绝对位移的塔筒异常影响因子的计算方法为：
29、
30、其中，表示第天内塔顶绝对位移的异常可能性，表示第天第个时间段内塔顶绝对位移的风速相关性，表示第天第个时间段内塔顶绝对位移与基础倾斜角度的塔筒倾斜数据序列之间的皮尔逊相关系数。
31、可选的，所述每个时刻的整体倾斜系数，具体的获取方法为：
32、通过ahp算法及pca算法，对三个维度的塔筒倾斜数据进行分析，分别得到三个维度的塔筒倾斜数据的初始权重；
33、对于任意一个时刻，将该时刻所在时间段第个维度的塔筒倾斜数据的塔筒异常影响因子，与第个维度的塔筒倾斜数据的初始权重的乘积，作为该时刻第个维度的塔筒倾斜数据的调整权重；
34、基于该时刻各维度的塔筒倾斜数据的调整权重，对该时刻各维度的塔筒倾斜数据进行加权求和，得到的结果作为该时刻的整体倾斜系数。
35、本发明还提出了一种风电塔筒倾斜监测装置，该装置包括：
36、塔筒倾斜数据采集模块、塔筒倾斜数据分析模块及塔筒倾斜监测模块，所述塔筒倾斜数据采集模块用于采集风电塔筒多维的塔筒倾斜数据及风速数据，所述塔筒倾斜数据分析模块通过调用计算机程序实现上述方法的步骤，得到风电塔筒每个时刻的整体倾斜系数，所述塔筒倾斜监测模块基于整体倾斜系数进行风电塔筒的倾斜监测及预警。
37、本发明还提出了一种风电塔筒倾斜监测系统，该系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
38、本发明的有益效果是：本发明通过对风电塔筒多个维度的塔筒倾斜数据与风速数据之间量化风速相关性，同时分析不受风速影响下本身所产生的异常，从而得到异常可能性；并对不同维度的塔筒倾斜数据之间的相互影响依据其之间的变化相似关系进一步分析；其中对各维度的塔筒倾斜数据的变化趋势与风速数据的变化趋势进行相似关系量化，从而得到能够反映各时间段下各维度的塔筒倾斜数据受到风速影响程度的风速相关性；而后利用风速对各维度的塔筒倾斜数据存在短时影响而后恢复的特点，分析每天每个维度的塔筒倾斜数据未受到风速影响下，本身发生异常的可能性，从而得到每天每个维度的塔筒倾斜数据的异常可能性；从而降低相互影响对于整体倾斜监测量化过程中的干扰，使得整体倾斜系数基于各维度的塔筒倾斜数据本身进行异常分析，最终提高风电塔筒倾斜监测的准确性及预警的及时性。
1.一种风电塔筒倾斜监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种风电塔筒倾斜监测方法，其特征在于，所述得到每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据的风速相关性，包括的具体方法为：
3.根据权利要求2所述的一种风电塔筒倾斜监测方法，其特征在于，所述每个时间段每个维度的塔筒倾斜数据序列及塔筒倾斜变化序列，以及每个事件段的风速序列及风速变化序列，具体的获取方法为：
4.根据权利要求1所述的一种风电塔筒倾斜监测方法，其特征在于，所述得到每天每个维度的塔筒倾斜数据的异常可能性，包括的具体方法为：
5.根据权利要求1所述的一种风电塔筒倾斜监测方法，其特征在于，所述得到每个时间段内基础倾斜角度的塔筒异常影响因子，包括的具体方法为：当时，第个维度的塔筒倾斜数据为基础倾斜角度；将第天第个维度的塔筒倾斜数据的异常可能性，与第天第个时间段第个维度的塔筒倾斜数据的风速相关性的比值，作为第天第个时间段内基础倾斜角度的塔筒异常影响因子。
6.根据权利要求2所述的一种风电塔筒倾斜监测方法，其特征在于，所述每个时间段内塔筒晃动幅值的塔筒异常影响因子，具体的获取方法为：
7.根据权利要求2所述的一种风电塔筒倾斜监测方法，其特征在于，所述每个时间段内塔顶绝对位移的塔筒异常影响因子，具体的获取方法为：
8.根据权利要求1所述的一种风电塔筒倾斜监测方法，其特征在于，所述每个时刻的整体倾斜系数，具体的获取方法为：
9.一种风电塔筒倾斜监测装置，该装置包括：
10.一种风电塔筒倾斜监测系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8任意一项所述一种风电塔筒倾斜监测方法的步骤。
