一种风机限电识别方法、系统、设备和存储介质技术方案

本发明专利技术涉及一种风机限电识别方法、系统、设备和存储介质，其包括以下步骤：对获取的某一时间段内的风电场运行数据以及电网侧控制数据进行整理清洗和初步筛选，得到正常工况下的风电场运行数据和电网侧控制数据；对得到的正常工况下的风电场运行数据进行功率拟合，得到风电场在该时间段内的风机平均功率曲线；根据该时间段内的风机平均功率曲线以及电网侧控制数据，判断各时间戳时刻是否被限电，得到所有限电时刻；基于得到的风机平均功率曲线以及所有限电时刻，对各限电风机进行识别，得到各限电时刻所对应的所有被判定为限定状态的风机编号。本发明专利技术可以广泛应用于风电场运行控制领域。制领域。制领域。

【技术实现步骤摘要】
一种风机限电识别方法、系统、设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及一种基于运行数据和控制数据的风机限电识别方法、系统、设备和存储介质，属于风电场运行控制领域。

技术介绍

[0002]近些年来国家对清洁能源的需求量越来越高，风能由于其分布范围广、无污染、低成本等优点，也越来越受到重视，风电的装机容量也随之快速增加。但是风速及风向受到多方面因素影响，具有非常强的不确定性。电场发电量的突然增加对电网的稳定性会产生一定影响，为保证电网输电线路的稳定性，电网经常会对风电场下达限电的指令，而这些限电指令对电场来说势必会造成一定的经济损失。随着风电平价上网时代的到来，风电运营商对运营成本及利润的把控也将更加严格。对于弃风限电的识别定位及限电风机的识别的精准度也有了更高的要求。
[0003]目前，计算风电场弃风限电时主要使用的数据是风机运行过程中采集到的运行数据，而计算方法通常是从单机计算全场的标杆风机法或直接计算全场的外特性建模法。仅使用运行数据方法的数据获取较为简单，需要的数据接口较少，但是缺少了相当重要的风机运行控制数据，对限电时刻的识别容易产生遗漏。而标杆风机法和外特性建模法由于其各自的局限性，无法对风场的实发电量进行非常精准的估算。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种基于运行数据和控制数据的风机限电识别方法、系统、设备和存储介质，综合利用了风机的历史运行数据和控制数据，通过每台风机的平均功率曲线得到全场实发功率的估算值，结合运行数据和控制数据识别出限电时刻。在每个识别到的限电时刻，根据每台风机的实发功率和预测功率的偏差值得到可能被限电的所有风机的编号。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
[0006]本专利技术的第一个方面，是提供一种风机限电识别方法，其包括以下步骤：
[0007]对获取的某一时间段内的风电场运行数据以及电网侧控制数据进行整理清洗和初步筛选，得到正常工况下的风电场运行数据和电网侧控制数据；
[0008]对得到的正常工况下的风电场运行数据进行功率拟合，得到风电场在该时间段内的风机平均功率曲线；
[0009]根据该时间段内的风机平均功率曲线以及电网侧控制数据，判断各时间戳时刻是否被限电，得到所有限电时刻；
[0010]基于得到的风机平均功率曲线以及所有限电时刻，对各限电风机进行识别，得到各限电时刻所对应的所有被判定为限定状态的风机编号。
[0011]优选地，所述对得到的正常工况下的风电场运行数据进行功率拟合，得到风电场在该时间段内的风机平均功率曲线的方法，包括以下步骤：
[0012]根据风机运行逻辑，按照风速对正常工况下的风电场运行数据进行划分，得到第一～第三风速区间段；
[0013]对第二风速区间段内的风机功率进行拟合，得到第二风速区间段内的风机拟合功率函数；
[0014]将第二风速区间段内的风机拟合功率与第一风速区间段和第三风速区间段内的风机功率相融合，得到该时间段内的风机平均功率曲线。优选地，
[0015]所述对第二风速区间段内的风机功率进行拟合，得到第二风速区间段内的风机拟合功率的方法，包括以下步骤：
[0016]将第二风速区间段内的风电场运行数据按照预设风速间隔区间进行分段，得到若干风速段；
[0017]对每个风速段内的风电场运行数据进行再次筛选，剔除掉限电、故障停机数据；
[0018]计算每个风速段的平均功率，取每个风速段的风速中点代表该风速段；
[0019]对得到的各个风速段的平均功率和风速中点数据进行拟合，得到风机拟合功率。
[0020]优选地，所述根据该时间段内的风机平均功率曲线以及电网侧控制数据，判断各时间戳时刻是否被限电，得到所有限电时刻的方法，包括以下步骤：
[0021]根据该时间段内的风机平均功率曲线，计算得到全场的发电能力预测值P
全场能力
和发电能力实际值P
全场实发
；
[0022]根据得到的全场发电能力预测值P
全场能力
和发电能力实际值P
全场实发
以及电网侧控制数据，判断各时间戳时刻是否被限电，得到所有限电时刻。
[0023]优选地，所述根据得到的全场发电能力预测值P
全场能力
和发电能力实际值P
全场实发
以及电网侧控制数据，判断各时间戳时刻是否被限电，得到所有限电时刻的方法，包括以下步骤：
[0024]剔除掉没有数据的时间段；
[0025]对于所有有数据的时间段种的各时间戳时刻，基于预设限电时刻判定条件进行限电时刻判定；所述预设限电时刻判定条件为：
[0026]如果：
[0027](P
全场实发
＞P
全场接收
)or(P
全场能力
＞max(P
全场实发
+thres
运行
，P
全场接收
+thres
控制
))
[0028]则该时刻将被判定为限电时刻；
[0029]重复上一步骤，判断得到各时间段内所有的被限电时刻并根据计划有功功率P
全场计划
、实际接收有功功率P
全场接收
、全场的发电能力实际值P
全场实发
、全场的发电能力预测值P
全场能力
和所有被限电时刻数据绘制限电时刻识别结果示意图。
[0030]优选地，所述基于得到的风机平均功率曲线以及所有限电时刻，对各限电风机进行识别，得到各限电时刻所对应的所有被判定为限定状态的风机编号的方法，包括以下步骤：
[0031]对于得到的每个限电时刻t
限
，设定一个以其为中心的限时时间段[t
限
‑
δ，t
限
+δ]，其中，δ为限时时间段长度的半值，并使用风机平均功率曲线以及其风速数据计算出限时时间段内每台风机的发电能力的估算值；
[0032]通过风电场运行数据得到限时时间段内每台风机的实发功率的估算值，并将其与
风机的发电能力的均值做差，对差值进行修正后得到每台风机的功率偏差值；
[0033]对每台风机的功率偏差进行加和，得到全场功率偏差总和；
[0034]根据每台风机的发电能力估算值、功率偏差值和全场功率偏差总和，判断得到所有被限电的风机。
[0035]优选地，所述根据每台风机的发电能力估算值、功率偏差值和全场功率偏差总和，判断得到所有被限电的风机的方法，包括以下步骤：
[0036]①
定义ratio为所有被判定为限电状态的风机的功率偏差占全场功率偏差总和的百分比值，并将其初始值设为0；
[0037]②
计算每台风机的功率偏差值与发电能力估算值的比值
[0038]③
进行限电状态判断：如果该风机的比值大于预设第三阈值thres
风机
且发电能力估本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风机限电识别方法，其特征在于包括以下步骤：对获取的某一时间段内的风电场运行数据以及电网侧控制数据进行整理清洗和初步筛选，得到正常工况下的风电场运行数据和电网侧控制数据；对得到的正常工况下的风电场运行数据进行功率拟合，得到风电场在该时间段内的风机平均功率曲线；根据该时间段内的风机平均功率曲线以及电网侧控制数据，判断各时间戳时刻是否被限电，得到所有限电时刻；基于得到的风机平均功率曲线以及所有限电时刻，对各限电风机进行识别，得到各限电时刻所对应的所有被判定为限定状态的风机编号。2.如权利要求1所述的一种风机限电识别方法，其特征在于：所述对得到的正常工况下的风电场运行数据进行功率拟合，得到风电场在该时间段内的风机平均功率曲线的方法，包括以下步骤：根据风机运行逻辑，按照风速对正常工况下的风电场运行数据进行划分，得到第一～第三风速区间段；对第二风速区间段内的风机功率进行拟合，得到第二风速区间段内的风机拟合功率函数；将第二风速区间段内的风机拟合功率与第一风速区间段和第三风速区间段内的风机功率相融合，得到该时间段内的风机平均功率曲线。3.如权利要求2所述的一种风机限电识别方法，其特征在于：所述对第二风速区间段内的风机功率进行拟合，得到第二风速区间段内的风机拟合功率的方法，包括以下步骤：将第二风速区间段内的风电场运行数据按照预设风速间隔区间进行分段，得到若干风速段；对每个风速段内的风电场运行数据进行再次筛选，剔除掉限电、故障停机数据；计算每个风速段的平均功率，取每个风速段的风速中点代表该风速段；对得到的各个风速段的平均功率和风速中点数据进行拟合，得到风机拟合功率。4.如权利要求1所述的一种风机限电识别方法，其特征在于：所述根据该时间段内的风机平均功率曲线以及电网侧控制数据，判断各时间戳时刻是否被限电，得到所有限电时刻的方法，包括以下步骤：根据该时间段内的风机平均功率曲线，计算得到全场的发电能力预测值P
全场能力
和发电能力实际值P
全场实发
；根据得到的全场发电能力预测值P
全场能力
和发电能力实际值P
全场实发
以及电网侧控制数据，判断各时间戳时刻是否被限电，得到所有限电时刻。5.如权利要求4所述的一种风机限电识别方法，其特征在于：所述根据得到的全场发电能力预测值P
全场能力
和发电能力实际值P
全场实发
以及电网侧控制数据，判断各时间戳时刻是否被限电，得到所有限电时刻的方法，包括以下步骤：剔除掉没有数据的时间段；对于所有有数据的时间段种的各时间戳时刻，基于预设限电时刻判定条件进行限电时刻判定；所述预设限电时刻判定条件为：如果：
(P
全场实发
＞P
全场接收
)or(P
全场能力
＞max(P
全场实发
+thres
运行
，P
全场接收
+thres
控制
))则该时刻将被判定为限电时刻；重复上一步骤，判断得到各时间段内所有的被限电时刻并根据计划有功功率P
全场计划
、实际接收有功功率P
全场接收
、全场的发电能力实际值P
全场实发
、全场的发电能力预测值P
全场能力
和所有被限电时刻数据绘制限电时刻识别结果...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇凡，岳文彦，徐鹤，王俊峰，杨尚丹，潘文彪，刘璐，胡楠楠，
申请(专利权)人：中节能风力发电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：