一种风电场内电网故障损失电量计算方法技术

本发明专利技术公开了一种风电场内电网故障损失电量计算方法，通过构建风电场内各升压站设备的分闸/合闸事件表，以及对发生分闸/合闸事件的升压站id、升压站设备id、事件类型、事件开始时间、事件结束时间、是否事故、分闸事件类型的逐步判断，可准确地计算出由风电场内电网电气设备故障引起的发电量损失，并可进一步精确计算得到不同电网故障类型的损失电量明细，保障了风电场运维过程中的准确定责和考核，大大提升了风电企业精细化管理能力。升了风电企业精细化管理能力。升了风电企业精细化管理能力。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场内电网故障损失电量计算方法


[0001]本专利技术涉及风电能源管理领域，具体涉及一种风电场内电网故障损失电量计算方法。

技术介绍

[0002]风电能源企业在日常运维和管理过程中，需要及时的统计风电场整体及各台风机的停机损失电量，以针对性的对问题设备进行检修和维护，精确提升风电场发电效能。其中，对于由于电网故障引起的损失电量，目前市面上主要风电企业只能实现粗略的统计计算，即风机由于外接线路电气参数不满足运行条件导致的非计划停机而得到的发电损失，但是无法对电气故障发生的位置进行定位和判定，最基本的无法定位出是外接电网故障还是风场内电网(主要为升压站区域)故障导致的损失，从而会影响风电场的运维管理和考核的准确性。
[0003]当前，各风电场一般根据风机提供的状态码来判定风机的状态，并利用该状态结合风机的总损失电量计算得到风机和风场的各种不同状态下的损失电量。目前市面上大多数风机PLC可以给出的风机状态码包括：正常运行、限功率运行、维护停机、手动停机、故障停机、电网故障、通讯无连接等多种类型。其中，可根据电网故障状态码来判定风机由于电网故障导致停机，继而可计算得到电网故障损失电量数据。
[0004]但该方案仅能判定风机是否为电网故障停机，不能进一步判定是否由于风电场内电网电气设备故障引发还是由于外接电网电气故障引发，更不能判定内电网电气设备故障是事故跳闸还是非事故跳闸导致，基于此，目前各风电场只能粗略的计算和统计由电网故障引起的风机停机损失电量，不能更精确量化计算出是由于内外电网、哪处设备、哪种原因导致的电网停机损失电量，因此就无法进一步准确定量判定由于电网故障导致的发电损失的责任占比，影响风电企业的绩效精细化管理水平提升。
[0005]因此，需要设计一种风电场内电网故障损失电量的计算方法，为风电场精细化运维和管理提供帮助。
[0006]现有的风电机组损失电量计算方法中风机处于输变电非计划停机的判定逻辑为：
[0007]1.集电线路间隔事故总信号为1；
[0008]2.集电线路间隔所接风机全停。
[0009]该方案存在以下缺陷：
[0010]1.只涉及集电线路事故类型的状态判定，未涉及升压站主变间隔和出线间隔故障的状态判定及其相应的损失电量计算；
[0011]2.对于集电线路事故状态的认定策略不完全准确，也可能存在某条集电线路并非所有风机都因电网故障而停机(有的可能为风机自身故障停机，有的可能手动停机维护等)，因此其判定逻辑会可能对部分风机停运状态造成误判，造成电网故障损失电量统计结果扩大化。

技术实现思路

[0012]本专利技术目的：在于提供一种风电场内电网故障损失电量计算方法，准确计算出由风电场内电网电气设备故障引起的发电量损失，并可进一步精确计算得到不同电网故障类型的损失电量明细，保障风电场运维过程中的准确定责和考核，提升风电企业精细化管理能力。
[0013]为实现以上功能，一种风电场内电网故障损失电量计算方法，风电场内主要设备包括升压站、以及各风机，升压站内的各主要电气设备包括升压站出线间隔、升压站进线间隔、主变压器间隔三种类型，各风机所发电能均经过升压站进线间隔、主变压器间隔、升压站出线间隔，送入外接电网；
[0014]针对风电场内各设备，执行步骤S1
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步骤S2，定义各风机电网故障的明细故障原因，执行步骤S3
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步骤S4，确定风机非计划停机时，由电网故障引起的风机停机明细故障原因，执行步骤S5
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步骤S6，计算风电场内电网故障总损失电量，并进一步获得不同电网故障类型的风电场内损失电量明细：
[0015]步骤S1：根据引起风机非计划停机的历史电网故障类型和历史故障发生位置，定义各风机电网故障的明细故障原因，并分别将各风机电网故障的明细故障原因与预设编码一一对应；
[0016]步骤S2：构建各风机分别所对应的映射模型，各风机所对应的映射模型反映与风机相关联各升压站设备的升压站设备信息，包含各升压站设备id、各升压站设备的类型、各升压站设备的有效性；
[0017]步骤S3：基于各风机分别所对应的映射模型，分别针对各风机所关联的各升压站设备，构建升压站设备分闸/合闸事件表，当升压站设备产生分闸/合闸信号，对该分闸/合闸信号所产生的升压站设备分闸/合闸事件进行有效性判断，将有效的分闸/合闸事件记入升压站设备分闸/合闸事件表，针对有效的分闸事件，根据发生分闸的时间，进一步判断该分闸事件是否为事故，并以有效的分闸事件的事故判断结果对升压站设备分闸/合闸事件表进行更新；
[0018]步骤S4：当风机发生电网故障类型的非计划停机时，基于升压站设备分闸/合闸事件表、以及风机所关联的各升压站设备，在升压站设备分闸/合闸事件表中查询预设时间范围内风机所关联的各升压站设备的分闸事件记录，根据所查询的分闸事件记录，基于预设对应规则，将该分闸事件对应步骤S1所定义的风机电网故障的明细故障原因；
[0019]步骤S5：采集各风机预设历史时间范围内正常发电工况下的原始10min平均风速、10min平均有功功率，经预处理后获得各风机实际10min平均风速、10min平均有功功率，并拟合各风机的实际功率曲线，根据各风机的实际功率曲线和目标时间段内10min平均风速，计算各风机在目标时间段内的理论功率及理论发电量；
[0020]步骤S6：根据因各升压站设备发生分闸导致各风机发生非计划停机的时间段内的风机理论发电量，计算获得各风机在因升压站设备分闸导致非计划停机所持续时间段内的损失电量，进一步获得风电场内电网故障总损失电量、不同电网故障类型的风电场内损失电量明细。
[0021]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S1所定义的各风机电网故障的明细故障原因及对应编码包括：外电网故障，对应编码99；升压站出线分闸
‑
事故分闸，对应编码11；升
压站出线分闸
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非事故分闸，对应编码12；集电线路/升压站进线分闸
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事故分闸，对应编码21；集电线路/升压站进线分闸
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非事故分闸，对应编码22；升压站主变压器间隔分闸
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事故分闸，对应编码31；升压站主变压器间隔分闸
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非事故分闸，对应编码32。
[0022]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S2中所述各升压站设备的有效性包括有效和无效，若升压站设备为常规接线方式，则该升压站设备的有效性记为有效，否则根据具体现场接线方式对应预设规则判定其有效性。
[0023]作为本专利技术的一种优选技术方案：步骤S3的具体步骤如下：
[0024]步骤S31：分别针对各风机所关联的各升压站设备，构建升压站设备分闸/合闸事件表，升压站设备分闸/合闸事件表包括升压站id、升压站设备id、事件类型、事件开始时间、事件结束时间、是否事故、分闸事件类型；其中，事件类型包括分闸事件、合闸事件，分闸事件类型对应步骤S1所定义的各风机电网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场内电网故障损失电量计算方法，其特征在于，风电场内主要设备包括升压站、以及各风机，升压站内的各主要电气设备包括升压站出线间隔、升压站进线间隔、主变压器间隔三种类型，各风机所发电能均经过升压站进线间隔、主变压器间隔、升压站出线间隔，送入外接电网；针对风电场内各设备，执行步骤S1
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步骤S2，定义各风机电网故障的明细故障原因，执行步骤S3
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步骤S4，确定风机非计划停机时，由电网故障引起的风机停机明细故障原因，执行步骤S5
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步骤S6，计算风电场内电网故障总损失电量，并进一步获得不同电网故障类型的风电场内损失电量明细：步骤S1：根据引起风机非计划停机的历史电网故障类型和历史故障发生位置，定义各风机电网故障的明细故障原因，并分别将各风机电网故障的明细故障原因与预设编码一一对应；步骤S2：构建各风机分别所对应的映射模型，各风机所对应的映射模型反映与风机相关联各升压站设备的升压站设备信息，包含各升压站设备id、各升压站设备的类型、各升压站设备的有效性；步骤S3：基于各风机分别所对应的映射模型，分别针对各风机所关联的各升压站设备，构建升压站设备分闸/合闸事件表，当升压站设备产生分闸/合闸信号，对该分闸/合闸信号所产生的升压站设备分闸/合闸事件进行有效性判断，将有效的分闸/合闸事件记入升压站设备分闸/合闸事件表，针对有效的分闸事件，根据发生分闸的时间，进一步判断该分闸事件是否为事故，并以有效的分闸事件的事故判断结果对升压站设备分闸/合闸事件表进行更新；步骤S4：当风机发生电网故障类型的非计划停机时，基于升压站设备分闸/合闸事件表、以及风机所关联的各升压站设备，在升压站设备分闸/合闸事件表中查询预设时间范围内风机所关联的各升压站设备的分闸事件记录，根据所查询的分闸事件记录，基于预设对应规则，将该分闸事件对应步骤S1所定义的风机电网故障的明细故障原因；步骤S5：采集各风机预设历史时间范围内正常发电工况下的原始10min平均风速、10min平均有功功率，经预处理后获得各风机实际10min平均风速、10min平均有功功率，并拟合各风机的实际功率曲线，根据各风机的实际功率曲线和目标时间段内10min平均风速，计算各风机在目标时间段内的理论功率及理论发电量；步骤S6：根据因各升压站设备发生分闸导致各风机发生非计划停机的时间段内的风机理论发电量，计算获得各风机在因升压站设备分闸导致非计划停机所持续时间段内的损失电量，进一步获得风电场内电网故障总损失电量、不同电网故障类型的风电场内损失电量明细。2.根据权利要求1所述的一种风电场内电网故障损失电量计算方法，其特征在于，步骤S1所定义的各风机电网故障的明细故障原因及对应编码包括：外电网故障，对应编码99；升压站出线分闸
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事故分闸，对应编码11；升压站出线分闸
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非事故分闸，对应编码12；集电线路/升压站进线分闸
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事故分闸，对应编码21；集电线路/升压站进线分闸
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非事故分闸，对应编码22；升压站主变压器间隔分闸
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事故分闸，对应编码31；升压站主变压器间隔分闸
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非事故分闸，对应编码32。3.根据权利要求1所述的一种风电场内电网故障损失电量计算方法，其特征在于，步骤
S2中所述各升压站设备的有效性包括有效和无效，若升压站设备为常规接线方式，则该升压站设备的有效性记为有效，否则根据具体现场接线方式对应预设规则判定其有效性。4.根据权利要求1所述的一种风电场内电网故障损失电量计算方法，其特征在于，步骤S3的具体步骤如下：步骤S31：分别针对各风机所关联的各升压站设备，构建升压站设备分闸/合闸事件表，升压站设备分闸/合闸事件表包括升压站id、升压站设备id、事件类型、事件开始时间、事件结束时间、是否事故、分闸事件类型；其中，事件类型包括分闸事件、合闸事件，分闸事件类型对应步骤S1所定义的各风机电网故障的明细故障原因；步骤S32：当进线间隔或出线间隔产生分闸/合闸信号，则执行步骤S321，当主变压器间隔产生分闸/合闸信号，则执行步骤S322，根据各类型升压站设备的分闸/合闸条件，对分闸/合闸事件进行初步判定：S321：各进线间隔或出线间隔对应一个断路器设备，若进线间隔或出线间隔的断路器设备产生分闸信号，则该进线间隔或出线间隔发生分闸事件，若进线间隔或出线间隔的断路器设备产生合闸信号，则该进线间隔或出线间隔发生合闸事件；S322：主变压器间隔根据绕组类型对应两个或三个断路器设备，若主变压器间隔的任意一个断路器设备产生分闸信号，且其他断路器设备均为合闸状态，则该主变压器间隔发生分闸事件；若主变压器间隔的任意一个断路器设备产生合闸信号，且其他断路器设备均为合闸状态，则该主变压器间隔发生合闸事件；步骤S33：针对各升压站设备所发生的分闸/合闸事件，若升压站设备发生分闸事件，则执行步骤S331，若升压站设备发生合闸事件，则执行步骤S332，对升压站设备的分闸/合闸事件进行有效性判断：步骤S331：以升压站设备发生分闸事件的时刻为t0，若该升压站设备分闸/合闸事件表中已有的最新的事件类型为分闸事件，则判定t0时刻的分闸事件为无效，将其丢弃，如果最新的事件类型为合闸事件或无记录，则继续下述判断；若该升压站设备分闸/合闸事件表中无事件类型的记录，则判定t0时刻的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李欢欢，曹光，邱雨婧，
申请(专利权)人：光大环保技术研究院南京有限公司光大环保技术研究院深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：