一种风力发电机组发电性能在线检测方法及检测终端技术

本发明专利技术提供一种风力发电机组发电性能在线检测方法及检测终端，涉及风力发电机组控制策略、发电性能评价技术领域，在风力发电机组运行时，持续获取数据；对数据进行筛选；根据筛选后的数据计算出补偿后的功率数据；对补偿后的功率值累加求和，得到计算发电量；利用测量功率曲线结合风力发电机组功率特性测试标准计算理论发电量；利用检测终端代码运行时自身循环的特性，迭代得到风速修正系数；通过插值的方法得到修正后的测量功率曲线；通过修正后的测量功率曲线和标准功率曲线计算功率曲线符合率，并将功率曲线符合率实时显示。对测量功率数据进行补偿、测量风速数据进行修正，提高了测量功率曲线的准确性。高了测量功率曲线的准确性。高了测量功率曲线的准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组发电性能在线检测方法及检测终端


[0001]本专利技术涉及风力发电机组控制策略、发电性能评价
，尤其涉及一种风力发电机组发电性能在线检测方法及检测终端。

技术介绍

[0002]近年来，随着化石能源的限制使用，风电行业得到了大力发展，风力发电机组的发电性能一直是验证风力发电机组产品性能优劣的重要指标，也是风电场运营商最为看重的指标之一，因此对风力发电机组发电性能进行线实时检测具有重要意义。
[0003]现有检测风力发电机组发电性能的方法需要获取数据采集与监视控制系统（SCADA）中的风速和功率历史数据计算测量功率曲线，再对比机组测量功率曲线与标准功率曲线之间的差异。
[0004]现有技术的方法中，数据筛选存在困难，且不能与PLC控制进行交互；而且风力发电机组的风速风向仪安装在风轮后面，风经过风轮后再经过风速风向仪，由于风电机组的尾流效应，机组所测得的风速和风向均有偏差，而若增加测风塔测风，测风塔的测风范围也不能包络大型风电场的所有风力发电机组。因此，现有方法不能准确地反映风力发电机组的发电性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种风力发电机组发电性能在线检测方法，方法可以准确地反映风力发电机组的发电性能。
[0006]风力发电机组发电性能在线检测方法包括：步骤1、在风力发电机组运行时，持续获取风速、功率、温度数据；步骤2、根据判断条件数据对风速、功率以及温度数据进行筛选，筛选出满足判断条件的风速、功率以及温度数据；步骤3、根据筛选后的风速、功率、温度数据计算出补偿后的功率数据和测量功率曲线；步骤4、对补偿后的功率值累加求和，得到计算发电量；步骤5、利用测量功率曲线结合风力发电机组功率特性测试标准计算理论发电量；步骤6、利用检测终端代码运行时自身循环的特性，迭代得到风速修正系数；根据风速修正系数计算新的风频概率分布，通过插值的方法得到修正后的测量功率曲线；步骤7、通过修正后的测量功率曲线和标准功率曲线计算功率曲线符合率，并将功率曲线符合率上传至HMI系统中实时显示。
[0007]进一步需要说明的是，步骤3中计算补偿后的功率数据和测量功率曲线方式包括：步骤3.1、根据筛选后的风速数据计算风频概率分布；步骤3.2、根据筛选后的温度数据推算出空气密度，结合风电场年平均空气密度对功率数据进行补偿；
步骤3.3、根据补偿后的功率数据得到对应风频段的平均功率值，获得测量功率曲线。
[0008]进一步需要说明的是，步骤3.1中、创建风速数组，根据检测终端读取数据的周期存储预设个筛选后的风速值，求得风速1分钟平均值后清空风速数组；以0.5m/s划分风频段，统计风速1分钟平均值落在3m/s—15m/s风速区间内的点数，直到每个风频段区间内至少都有预设个点，数据累计计数时间为预设天数，计算风频概率分布：；上式中代表落在第i个风频段内的风速1分钟平均值的数量，M代表为本轮统计结束后风速1分钟平均值的总数量。
[0009]进一步需要说明的是，步骤3.2中，由公式推算出空气密度：；上式中代表为空气密度，p代表为风电场实际气压，代表为标准物理大气压，代表为温度数据对应的绝对温度；风轮吸收功率：；上式中r代表风轮半径，代表叶尖速度与风速之比，v代表风速，代表风能利用系数；基于风电场年平均空气密度对测量功率曲线进行线型补偿，求得补偿系数：；上式中代表为该风电场年平均空气密度。
[0010]进一步需要说明的是，步骤3.3中，利用求得的补偿系数对筛选后的功率数据进行补偿，获得补偿功率值：；上式中代表为筛选后的功率值，上式中代表为补偿后的功率值；创建功率数组，根据检测终端读取数据的周期存储预设个补偿后的功率值，求得功率1分钟平均值后清空功率数组；将补偿后的功率1分钟平均值落到对应步骤3.1中所述风频段内累加求和，求得每个风频段对应的平均功率。
[0011]进一步需要说明的是，步骤4将步骤3.3中获得的补偿后功率1分钟平均值累加求和，求得的计算发电量为：；上式中W代表计算发电量，M代表当前时刻统计的1分钟平均值数据量。
[0012]进一步需要说明的是，步骤5根据风力发电机组功率特性测试标准中计算理论年发电量的公式推算出当前时刻统计的理论发电量为：；；上式中代表为当前时刻统计1分钟数据量折算小时数，N代表为风频段个数，代表为第i个风频段的风频概率权值，代表为第i个风频段的平均功率。
[0013]进一步需要说明的是，步骤6中设定风速修正系数初始值为1，设定迭代阈值；当时，如果满足判断条件，，用风速值分别与相乘，得到功率值；用每个风速值对功率值进行线型插值，得到插值功率；根据第j次迭代的第i个风频段的功率平均值，并结合测量功率曲线结合风力发电机组功率特性测试标准计算理论发电量，当不满足判断条件时返回风速修正系数；如果满足判断条件，，再次利用检测终端代码运行时自身循环的特性，迭代得到风速修正系数。
[0014]进一步需要说明的是，步骤7中标准功率曲线为风力发电机组在年平均空气密度下的设计功率曲线，计算功率曲线符合率：;上式中代表完成风速修正系数迭代后第i个风频段的功率平均值；检测终端将功率曲线符合率K作为输出变量，上传至HMI系统实时显示。
[0015]本专利技术还提供一种检测终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，处理器执行所述程序时实现风力发电机组发电性能在线检测方法的步骤。
[0016]从以上技术方案可以看出，本专利技术具有以下优点：本专利技术提供的风力发电机组发电性能在线检测方法获取不依托于SCADA，可与PLC控制交互；对测量功率数据进行补偿、测量风速数据进行修正，提高了测量功率曲线的准确性，还原了风力发电机组的真实发电性能；同时本专利技术实现风力发电机组发电性能的在线检测。
[0017]本专利技术提供的风力发电机组发电性能在线检测方法在接收风速、功率、温度数据，将对应时间点获取的数据进行归档存储，为后续的检测分析提供数据。
[0018]本专利技术的检测终端可以配置风力发电机组发电性能在线检测操作界面，使检测人员在系统中对风力发电机组发电性能检测数据进行增删改查；或对已储存的风力发电机组发电数据进行修改，或删除。
[0019]本专利技术还可以使检测人员跟踪收集每个风力发电机组发电性能，实现对各个时间段的数据共享数据，形成相同类别的风力发电机组发电性能之间进行状态比对形成比对状态图。还可以对每个风力发电机组发电性能在每天，每周、每月、每季度进行趋势显示。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对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专利技术的一些实施例，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。
[0021]图1为风力发电机组发电性能在线检测方法流程图；图2为本专利技术的实施例提供的修正测量功率曲线示意图。
具体实施方式
[0022]如图1所示，本专利技术提供一种风力发电机组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组发电性能在线检测方法，其特征在于，方法包括：步骤1、在风力发电机组运行时，持续获取风速、功率、温度数据；步骤2、根据判断条件数据对风速、功率以及温度数据进行筛选，筛选出满足判断条件的风速、功率以及温度数据；步骤3、根据筛选后的风速、功率、温度数据计算出补偿后的功率数据和测量功率曲线；步骤4、对补偿后的功率值累加求和，得到计算发电量；步骤5、利用测量功率曲线结合风力发电机组功率特性测试标准计算理论发电量；步骤6、利用检测终端代码运行时自身循环的特性，迭代得到风速修正系数；根据风速修正系数计算新的风频概率分布，通过插值的方法得到修正后的测量功率曲线；步骤7、通过修正后的测量功率曲线和标准功率曲线计算功率曲线符合率，并将功率曲线符合率上传至HMI系统中实时显示。2.根据权利要求1所述的风力发电机组发电性能在线检测方法，其特征在于，步骤3中计算补偿后的功率数据和测量功率曲线方式包括：步骤3.1、根据筛选后的风速数据计算风频概率分布；步骤3.2、根据筛选后的温度数据推算出空气密度，结合风电场年平均空气密度对功率数据进行补偿；步骤3.3、根据补偿后的功率数据得到对应风频段的平均功率值，获得测量功率曲线。3.根据权利要求2所述的风力发电机组发电性能在线检测方法，其特征在于，步骤3.1中、创建风速数组，根据检测终端读取数据的周期存储预设个筛选后的风速值，求得风速1分钟平均值后清空风速数组；以0.5m/s划分风频段，统计风速1分钟平均值落在3m/s—15m/s风速区间内的点数，直到每个风频段区间内至少都有预设个点，数据累计计数时间为预设天数，计算风频概率分布：；上式中代表落在第i个风频段内的风速1分钟平均值的数量，M代表为本轮统计结束后风速1分钟平均值的总数量。4.根据权利要求2所述的风力发电机组发电性能在线检测方法，其特征在于，步骤3.2中，由公式推算出空气密度：；上式中代表为空气密度，p代表为风电场实际气压，代表为标准物理大气压，代表为温度数据对应的绝对温度；风轮吸收功率：；上式中r代表风轮半径，代表叶尖速度与风速之比，v代表风速，代表风能利用系数；基于风电场年平均空气密度对测量功率曲线进行线型补偿，求得补偿系数：
；上式中代表为该风电场年平均空气密...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏，田家彬，赵登利，陈孝旭，关中杰，
申请(专利权)人：中车山东风电有限公司，
类型：发明
国别省市：