[發明專利]一種用于功率曲線擬合數據預處理的濾波方法

有效

• 申請號: 201110432282.9
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102588210A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李闖;韓明;朱志成;盛迎新;申燭;孟凱鋒;岳捷;陳欣;孫翰墨;馬龍
• 申請（專利權）人: 中能電力科技開發有限公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;張煥亮

技術領域

本發明涉及風電場功率預測領域，特別涉及一種用于功率曲線擬合數據預處理的濾波方法。

背景技術

功率曲線是描述風力發電機組輸出功率和風速的函數關系的曲線，它是風力發電機組的設計依據，用于考核機組性能、預測評估機組的發電能力。

機組制造商在向用戶提供設備時，提供了機組的標準功率曲線，但該曲線是在實驗條件下獲得的，實際投運后機組的運行特與標準曲線多少有所差別，因此在風電場功率預測領域中，通常利用歷史的風機出力數據(風機發出的有功功率，以下簡稱風機功率)及其對應時刻的實測風速，來建立實際功率曲線對未來的風機功率進行預測，在所搜集的風機功率數據中，往往含有大量的不符合正常風機出力特型的異常運行點，例如在較大的實測風速下，風機功率卻較小甚至為0，其原因是多方面的，如風機組停機維護，風機組運行異常，風速傳感器失靈等等，這些數據都需要從擬合數據中濾除。

以額定功率為1500kW的風機為例，目前較為通用的濾波方法是將實測風速的速度限定在0-25m/s以內，風機功率限制在0-1.2倍的額定功率之間，再將實測風速大于5m/s，但對應功率小于50kW的運行點剔除。這種方法只能去除因機組停機維護等原因造成的部分異常點。

另一種方法是利用標準功率曲線進行濾波，如圖1所示，將標準功率曲線分別加減閾值500kW，獲得濾波的上限和下限，把高于上限或低于下限的數據濾除。但是該方法對位于圖中上下限以外較為貼近標準功率曲線的異常數據就無能為力了，并且對于不同額定功率的機組，濾波閾值也要調整，單一閾值無法適應不同的濾波需求。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種用于功率曲線擬合數據預處理的濾波方法，包括：A.獲取用于擬合功率曲線的風速以及與其對應的功率數據；B.將所述風速數據進行分段；C.確定每一風速段內的濾波上限和濾波下限；D.根據所述濾波上限和濾波下限，對預測數據進行濾波。

通過利用實際測得的歷史數據來擬合功率曲率，并通過設置濾波上限和濾波下限來對歷史數據中的異常數據進行剔除，從而使利用擬合的歷史數據得到的功率曲線更能反映實際機組性能、并準確地預測評估機組的發電能力。

其中，步驟C包括：將每一風速段內的功率值從小到大排序；將每一風速段內的功率值排在99％的值作為濾波上限，將每一風速段內的功率值排在1％的值作為濾波上限。

通過選取較大范圍的濾波上下限對歷史實際測得數據濾波時，避免將正常測得的數據剔除，使功率曲線更能反映實際機組性能、并準確地預測評估機組的發電能力。

其中，步驟B之后還包括：E.確定每一風速段內的功率代表值。

通過確定每一風速段內的功率代表值，從而使擬合的歷史數據得到的功率曲線更能反映實際機組性能、并準確地預測評估機組的發電能力。

其中，步驟E包括：將每一風速段內的功率值進行排序；選取排在中間的功率值作為該風速段的功率代表值。

更能準確地反映實際機組性能、并準確地預測評估機組的發電能力。

其中，步驟C之后還包括：F.對所述濾波上限和濾波下限進行修正。

通過對濾波上限和濾波下限的修正，從而使擬合的歷史數據得到的功率曲線更能反映實際機組性能、并準確地預測評估機組的發電能力。

其中，步驟F中對所述濾波上限進行修正，包括：對每一風速段內的濾波上限進行判斷：如果該風速段內的濾波上限小于其前面風速段內的濾波上限時，則將風速段內的濾波上限增加該修正值；直到該風速段內的濾波上限大于其前面風速段內的濾波上限。

通過對濾波上限和濾波下限的修正，從而使擬合的歷史數據得到的功率曲線更能反映實際機組性能、并準確地預測評估機組的發電能力。

其中，步驟F中對所述濾波下限進行修正，包括：對每一風速段內的濾波下限進行判斷：如果該風速段內的濾波下限小于其前面風速段內的濾波下限時，則將風速段內的濾波下限增加該修正值；直到該風速段內的濾波下限大于其前面風速段內的濾波上限。

通過對濾波上限和濾波下限的修正，從而使擬合的歷史數據得到的功率曲線更能反映實際機組性能、并準確地預測評估機組的發電能力。

其中，步驟D包括：將每一風速段內的功率值大于濾波上限和小于濾波下限的風速及其對應的功率數據剔除。

剔除了測得數據中機組異常運行的數據點，從而使擬合的歷史數據得到的功率曲線更能反映實際機組性能、并準確地預測評估機組的發電能力。

附圖說明

圖1為現有技術中利用固定濾波上下限對標準功率曲線的效果示意圖；