一种大规模风电场机组运行参数优化方法技术

本发明专利技术公开了一种大规模风电场机组运行参数优化方法，包括，步骤S10：获取风电机组的属性信息和历史运行数据，根据风电机组的属性信息和历史运行数据对风机进行分组，步骤S20：对于每个分组，根据筛选条件从该分组中确定top

【技术实现步骤摘要】
一种大规模风电场机组运行参数优化方法


[0001]本专利技术涉及风机控制参数优化
，尤其涉及一种大规模风电场机组运行参数优化方法。

技术介绍

[0002]为了缓解传统能源供应紧张状况以及日益严重的环境污染问题、全球气候变暖问题，预期实现“碳达峰、碳中和”任务目标，包括太阳能、风能、地热能等清洁能源技术成为研究热点。特别是风能，具有蕴藏量大、可再生、绿色无污染、分布广等诸多优点，成为发展速度最快的新型能源。近年来，我国的风机装机总量以及增量，都达到了世界领先的行列，发展风力发电技术对改善我国能源结构发挥了重要作用。
[0003]大规模风电场包括几百台甚至上千台，受限于不同的风机型号、服役年限、安装位置、季节等因素，为每台风机设置合理的运行参数，具有很大的挑战性及重要的应用价值。如果为风机设置的偏航系统设置相同的运行参数，没有结合风机自身特性，不能充分发挥出风机的潜能。
[0004]本专利技术按照“分组寻优，据优调优”的原则，先根据风机的属性、历史运行数据对风机进行分组，分组优化风机控制参数，对于提高风能利用率，降低风机运行参数设置的工作量，增加总发电量，具有重要的意义。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于激光测风雷达的风电机组偏航自适应校准方法及系统。
[0006]为实现以上目的，提供以下技术方案：一种大规模风电场机组运行参数优化方法，所述方法包括：步骤S10：获取风电机组的属性信息和历史运行数据，根据风电机组的属性信息和历史运行数据对风机进行分组；风电机组的属性信息是不易发生改变的信息，包括风机的型号、服役年限、轮毂高度、叶片直径、切入风速、切出风速、功率曲线、安装位置；步骤S20：对于每个分组，根据筛选条件从该分组中确定top
‑
k个风机；步骤S30：根据top
‑
k个风机的运行参数对该分组内其他风机进行参数调优；当k为1时，使用该top
‑
1风机的运行参数作为该分组内其他风机的运行参数；当k大于1时，使用top
‑
k个风机的平均运行参数作为该分组内其他风机的运行参数。
[0007]优选地，所述根据风电机组的属性信息和历史运行数据对风机进行分组，具体包括：步骤S11：根据属性信息初步分组；步骤S12：根据历史运行数据对初步分组结果进一步分组。
[0008]优选地，所述根据属性信息初步分组，具体为：采用风电机组的单一属性对风电场的风机进行初步分组。
[0009]优选地，所述根据属性信息初步分组，具体为：采用多个属性加权的方式进行分组。
[0010]优选地，确定j个属性，Attr1,Attr2,...,Attrj，设置每个属性对应的权重值，w1,w2,...,wj，第i个风机的分组得分为Score
i
，,根据的Score
i
分布特征，对风机进行分组。
[0011]优选地，所述历史运行数据，是采用SCADA系统按照设定的采样频率收集风机的运行数据，并存储到数据库中。
[0012]优选地，根据历史运行数据对风机进一步分组之前，对历史运行数据进行预处理。
[0013]优选地，所述预处理包括，删除运行状态为故障、停机状态的历史运行数据，缺失值处理、异常值处理、空值处理、数据归一化处理。
[0014]优选地，所述根据历史运行数据对风机进一步分组，具体为：遍历每个初步分组，使用k
‑
means聚类算法对历史运行数据进行聚类，每个簇包含的风机作为一个分组。
[0015]优选地，所述运行参数为偏航控制参数或变桨控制参数。
[0016]本专利技术通过获取风电机组的属性信息和历史运行数据，根据风电机组的属性信息和历史运行数据对风机进行分组，即先根据属性信息初步分组，然后根据历史运行数据对初步分组进一步分组，对于每个分组，根据筛选条件从该分组中确定top
‑
k个风机，根据top
‑
k个风机的运行参数对该分组内其他风机进行参数调优，提高了风能利用率，降低风机运行参数设置的工作量，增加了总发电量，提高了风电场的经济效益。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅展示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。
[0018]图1是本专利技术的一种大规模风电场机组运行参数优化方法的流程图；图2是本专利技术根据风电机组的属性信息和历史运行数据对风机进行分组的具体流程图；图3是本专利技术使用k
‑
means聚类算法对历史运行数据进行聚类的流程图。
具体实施方式
[0019]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0020]图1是本专利技术的一种大规模风电场机组运行参数优化方法的流程图。参照图1，该
方法的执行步骤如下：步骤S10：获取风电机组的属性信息和历史运行数据，根据风电机组的属性信息和历史运行数据对风机进行分组。
[0021]风电机组的属性信息包括风机的型号、服役年限、轮毂高度、叶片直径、切入风速、切出风速、功率曲线、安装位置等，上述信息对于风机，是不易发生改变的信息，并且上述信息与风机运行参数息息相关。例如，对于服役年限较高的风机，由于叶片、塔筒疲劳等原因，偏航误差角度不适宜设置过小，否则，轴向推力、偏航力矩、俯仰力矩等载荷加剧叶片、偏航轴承、塔筒部件产生的故障的概率，降低发电效率甚至影响风机安全运行。
[0022]风电机组的属性信息用于风机分组，比较直观，例如不同型号的风机分在不同的组。相对于风电机组的属性信息，风电机组的历史运行数据蕴含了隐性地、不易发现的分组规律。风电机组的历史数据包括风速、风向、风力等级、叶片方位角、叶尖速比、输出功率、发电机机端电压、偏航角度、偏航角速度、风轮轴向角度、风轮转矩、偏航力矩、俯仰力矩、风轮转速、偏航延时、运行状态、时间信息等。对于风电机组的历史数据，可以采用现有的聚类算法，例如k
‑
means，将机组分为M个簇，每个簇包含的风机作为一个分组。
[0023]在进行聚类计算之前，对风电机组的历史数据进行预处理，包括删除处于故障状态的风机的历史数据。
[0024]对于风电机组历史数据的采集，可以采用SCADA系统。SCADA系统在风机运行过程中，以设定的采样频率（例如5分钟）采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大规模风电场机组运行参数优化方法，所述方法包括：步骤S10：获取风电机组的属性信息和历史运行数据，根据风电机组的属性信息和历史运行数据对风机进行分组；风电机组的属性信息是不易发生改变的信息，包括风机的型号、服役年限、轮毂高度、叶片直径、切入风速、切出风速、功率曲线、安装位置；步骤S20：对于每个分组，根据筛选条件从该分组中确定top
‑
k个风机；步骤S30：根据top
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k个风机的运行参数对该分组内其他风机进行参数调优；当k为1时，使用该top
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1风机的运行参数作为该分组内其他风机的运行参数；当k大于1时，使用top
‑
k个风机的平均运行参数作为该分组内其他风机的运行参数。2.根据权利要求1所述的一种大规模风电场机组运行参数优化方法，其特征在于，所述根据风电机组的属性信息和历史运行数据对风机进行分组，具体包括：步骤S11：根据属性信息初步分组；步骤S12：根据历史运行数据对初步分组结果进一步分组。3.根据权利要求2所述的一种大规模风电场机组运行参数优化方法，其特征在于，所述根据属性信息初步分组，具体为：采用风电机组的单一属性对风电场的风机进行初步分组。4.根据权利要求2所述的一种大规模风电场机组运行参数优化方法，其特征在于，所述根据属性信息初步分组，具体为：采用多个属性加权的方式进行分组。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：周峥，王冬，王明清，黄小猛，梁逸爽，李秋阳，许立兵，
申请(专利权)人：无锡九方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：