一种风电机组性能评估方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风电机组性能评估方法及装置，包括：S1.根据风电机组SCADA系统的风速和功率的散点数据，得到风电机组的实际拟合功率曲线；S2.基于风电机组实际拟合功率曲线向四方扩展，得到一个能体现机组性能良好的正点区间；S3.通过统计一段时期内风速

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组性能评估方法及装置


[0001]本专利技术涉及风电机组性能评估领域，特别是涉及一种风电机组性能评估方法及装置。

技术介绍

[0002]在传统化石能源使用占比不断下降的今天，世界各国已经将目光转到可再生能源的开发上来，可再生能源的重要性日益增强。其中风能作为一种绿色清洁的可再生能源，已经引起了我国的广泛研究和使用，风电机组的装机量以及发电占比逐年增长，而风电机组的健康正常运行一直都是保证风电场盈利水平的主要手段和影响因素，每年因风电机组故障损失的发电量和维护费用都给风电场带来巨大的经济损失。为此，建立量化风电机组性能评估指标，通过对风电机组性能评估结果进行高精度、全面性分析，能够为后续技改效果的评价奠定良好基础，从而提高风电机组的安全性和可靠性，减少维护时间和维护成本，辅助风电场智能运维。
[0003]现有风电机组性能评估方法主要有：
[0004](1)通过比对SCADA系统生成的实际功率曲线与在理想工况条件下的代表性功率曲线的差别来体现风力发电机发电性能的优劣。
[0005](2)将风速划分为低和高风速段，基于“风速
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功率”散点数据的空间分布特征计算低效区域面积及数据占比作为机组运行状态异常程度评价指标，并设置阈值判断机组运行性能是否异常。
[0006](3)计算同一风场各机组的功率加权离散度，并计算出平均功率加权离散度。基于所有机组的理论功率曲线和平均功率加权离散度，评估机组的性能。
[0007](4)基于标准额定风速构建标准功率系数曲线，并确定风速系数校正函数得到校正后的风速系数，根据标准功率系数曲线和校正后的风速系数实现对不同风电机组的性能评估。
[0008](5)获取风电机组与每个湍流强度区间下的各风速区间对应的设计功率曲线，并基于实际功率曲线和设计功率曲线对风电机组进行发电性能评估，实现机组性能评估。
[0009](6)通过获得每个风速对应的风力发电机有功功率值，并通过对其积分求和获得统计区间内的保证发电量计算出性能值，评估风电机组的性能
[0010]而其中较为传统的方法为上述方法(1)，上述方法得到的结果有明显偏差，主要因为：
[0011](1)风电场所覆盖的地域范围较大，不同机组的地理条件差别较大，导致各风电机组的工况不完全相同，与理想工况存在合理的差异，这会导致实际功率曲线和代表性功率曲线的比对结果必然存在较大误差，为此计算的结果过于片面；(2)整机场商向风场业主提供的额定风速与风电机组的理论额定风速存在偏差且无规律，且一般都在SCADA系统对风速仪实时测得风速数据进行不同程度修正，且修正函数各异，为此计算的结果准确性降低，难以得到广泛认可；(3)此外，这种也无法对机组性能进行量化以及反馈其变化趋势，难以
指导风场开展后期改进措施。
[0012]另外，通过在机舱安装激光测风雷达等措施，采集风速数据，对湍流、风切变等参数进行分析，进而评估机组性能的方法，需要借助额外的硬件设备，通过分析风的情况间接判断机组的出力效果，成本较高，评价不够直观的情况，且操作较为专业复杂，安全性欠佳。
[0013]还有，通过计算等效利用小时数对机组性能进行评估，该方法更多受风况的影响，也不能准确反映风机设备的性能状况。
[0014]由此可见，上述现有的风电机组性能评估方法，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何创设一种能简单、快速地得到风电机组性能评估结果且结果准确性高的风电机组性能评估方法和装置，成为当前业界极需改进的目标。

技术实现思路

[0015]本专利技术要解决的技术问题是提供一种能简单、快速地得到风电机组性能评估结果且结果准确性高的风电机组性能评估方法和装置，从而克服现有技术的不足。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0017]一种风电机组性能评估方法，包括：S1.根据风电机组SCADA系统的风速和功率的散点数据，得到风电机组的实际拟合功率曲线；S2.基于风电机组实际拟合功率曲线向四方扩展，得到一个能体现机组性能良好的正点区间；S3.通过统计一段时期内风速
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功率散点落在所述正点区间内所有散点数与总数之比，得到的统计值即出力正点率，可作为机组性能量化指标评价机组的性能状况。
[0018]作为本专利技术进一步地改进，所述S2中正点区间的获取方法为：S201：将风电机组实际拟合功率曲线向左平移k1 m/s，功率达到满发前的曲线段向上移动n kW，满发后的曲线段按m1倍作为上限值，得到上限曲线；S202：将风电机组实际拟合功率曲线向右平移k2 m/s，达到满发后的曲线段按m2倍作为下限，得到下限曲线；S203：获取机组的切入风速v1、切出风速v2分别作为左、右限；上述上、下、左、右限值所围区域为正点区间。
[0019]进一步地，所述S201中，1≤k1≤3，100≤n≤400，1＜m1≤1.2；所述S202中，1≤k2≤3，0.8≤m2＜1。
[0020]进一步地，k1＝2,n＝200,m1＝1.1,k2＝2,m2＝0.9。进一步地，通过所述出力正点率，直接对不同风电机组进行横向比较，评估同一风电场机组之间的优劣。
[0021]进一步地，通过滑动窗口计算风电机组在每一段时期内的出力正点率，分析风电机组性能变化情况，判断机组是否出现劣化，及时有效评估风电机组运行状况。
[0022]进一步地，通过计算风电机组技术改进前、后的出力正点率，评估风电机组改进前后性能的提升情况。
[0023]本专利技术还提供了一种风电机组性能评估装置，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述的风电机组性能评估方法。
[0024]通过采用上述技术方案，本专利技术至少具有以下优点：
[0025]1.本专利技术紧密结合风电场业主的现实需求，直接使用风电机组SCADA系统风速、功率散点数据，基于对各机组实际拟合功率曲线设定一个体现机组性能良好的区间，通过统计风速
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功率散点数据落入该区间的数量，计算出机组性能量化指标—出力正点率。由于是
区间统计，这一做法鲁棒性高，不会因为实际拟合功率曲线存在较小偏差而对最后的计算结果产生较大影响，准确性高，能较好反映机组的性能，可以直接比较不同机组的性能优劣或同一机组的性能变化情况。
[0026]2.本专利技术的评估方法总体原理清晰简单，不需要复杂的计算，为此上线部署应用简单，能快速统计得到机组性能评估结果，做到实时评估机组改进后效果。
附图说明
[0027]上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0028]图1是本专利技术一种风电机组性能评估方法的流程示意图；
[0029]图2为机组出力正点率可视化效果图(正点区间最优)；
[0030]图3为机组出力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电机组性能评估方法，其特征在于，包括：S1.根据风电机组SCADA系统的风速和功率的散点数据，得到风电机组的实际拟合功率曲线；S2.基于风电机组实际拟合功率曲线向四方扩展，得到一个能体现机组性能良好的正点区间；S3.通过统计一段时期内风速
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功率散点落在所述正点区间内所有散点数与总数之比，得到的统计值即出力正点率，可作为机组性能量化指标评价机组的性能状况。2.根据权利要求1所述的风电机组性能评估方法，其特征在于，所述S2中正点区间的获取方法为：S201：将风电机组实际拟合功率曲线向左平移k1 m/s，功率达到满发前的曲线段向上移动n kW，满发后的曲线段按m1倍作为上限值，得到上限曲线；S202：将风电机组实际拟合功率曲线向右平移k2 m/s，达到满发后的曲线段按m2倍作为下限，得到下限曲线；S203：获取机组的切入风速v1、切出风速v2分别作为左、右限；上述上、下、左、右限值所围区域为正点区间。3.根据权利要求2所述的风电机组性能评估方法，其特征在于，所述S201中，1≤k1≤3，100≤n≤400，1＜m1≤1.2；所述S202中，1≤k2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海涛，姚怡安，唐文军，刘志勇，李梓民，彭雨轩，石闻涛，
申请(专利权)人：北京博数智源人工智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：