[發明專利]一種計算風電能量利用率的系統及方法

有效

• 申請號: 201710239190.6
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN107045548B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 秦冠軍;金巖磊;王言國;張軍華;黃山峰;姜凱
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司;中國三峽新能源有限公司
• 主分類號: G06F16/21
• 分類號: G06F16/21;G06F16/28;G06F16/2455;G06Q50/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林;王丹

1.一種計算風電能量利用率的系統，包括實時數據庫和歷史數據庫，其特征在于，還包括分別與實時數據庫和歷史數據庫相連的風力發電機狀態在線監測模塊、風力發電機樣本組數據處理模塊、風力發電機總發電量記錄服務模塊、風力發電機指標周期計算服務模塊和用戶交互模塊，其中：

實時數據庫用于存放各風力發電機對象模型信息、各風力發電機狀態信息，存放各風力發電機實時采集的原數據和數據處理中間結果，每個風力發電機狀態信息都設置有一個樣本處于該狀態時是否有效的屬性，即有效標記；

風力發電機狀態在線監測模塊讀取各風力發電機實時采集的原數據進行實時判別并刷新實時數據庫中風力發電機狀態信息，當風力發電機的狀態變化時產生歷史存檔存入歷史數據庫；

風力發電機樣本組數據處理模塊在線監測實時數據庫中各樣本風力發電機的有效標記，并計算有效樣本的平均發電量，當有效樣本不發生變化時，周期存檔風力發電機樣本組內有效樣本在本周期的平均發電量至歷史數據庫；

當風力發電機樣本組內有樣本退出或加入時，則計算從上次歷史存檔時刻開始到當前時間的時段內風力發電機樣本組內有效樣本平均發電量，并做歷史存檔存入歷史數據庫；

風力發電機總發電量記錄服務模塊以設定周期采樣實時數據庫中各風力發電機的實際總發電量，并存入歷史數據庫；

風力發電機指標周期計算服務模塊基于實時數據庫中的對象模型信息和歷史庫中的風力發電機狀態變化歷史存檔、各風力發電機樣本組平均發電量歷史存檔、風力發電機實際總發電量歷史存檔三類歷史數據，計算并統計每臺風力發電機在每種狀態下的周期實際發電量、理論發電量，并把各周期統計結果存入歷史數據庫；

用戶交互模塊：用戶通過用戶交互模塊與系統進行交互并提取數據庫中的數據進行風電能量利用率的計算；即某風力發電機在某統計周期的限電狀態下的能量利用率計算公式為：

式中：EBA_restrict為某風力發電機在某統計周期的限電狀態下的能量利用率；DRealEny為某風力發電機在某統計周期的電網限電運行狀態下的實際發電量；ERealEny為某風力發電機在某統計周期的告警限負荷運行狀態下的實際發電量；DTheryEny為某風力發電機在某統計周期的電網限電運行狀態下的理論發電量；ETheryEny為某風力發電機在某統計周期的告警限負荷運行狀態下的理論發電量；LTheryEny為某風力發電機在某統計周期的限電停機狀態下的理論發電量；風力發電機狀態是把風力發電機運行的全生命周期按工況劃分為完整互斥的多種狀態；

其中，發電機狀態信息包括動態屬性及靜態屬性，所謂動態屬性，是指用于存放實測數據或數據處理中間結果的屬性，實時處理程序實時刷新動態屬性；所謂靜態屬性，是指用于存放一些配置參數、模型從屬關系信息的屬性。

2.根據權利要求1所述的一種計算風電能量利用率的系統，其特征在于，風力發電機狀態在線監測模塊包括風力發電機狀態信息建模單元、風力發電機對象建模單元和風力發電機狀態在線監測單元，其中：

風力發電機狀態信息建模單元用于用戶自定義風力發電機狀態信息集合；

風力發電機對象建模單元用于用戶自定義風力發電機對象模型信息；

風力發電機狀態在線監測單元用于進行風力發電機狀態在線判別和風力發電機狀態變化監測。

3.根據權利要求2所述的一種計算風電能量利用率的系統，其特征在于，風力發電機狀態在線判別的判據使用風力發電機上送的測點信息，每種機型的判別邏輯可按需定制。

4.一種計算風電能量利用率的方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、建立各風力發電機對象模型信息、各風力發電機狀態信息，其中，每個風力發電機狀態信息都設置有一個“樣本處于該狀態時是否有效”的屬性，即有效標記；

步驟2、實時采集各風力發電機的原數據；

步驟3、風力發電機狀態在線監測模塊根據實時采集的各風力發電機的原數據實時判別并刷新實時數據庫中風力發電機狀態信息，把不同機型工況映射為統一的用戶自定義互斥狀態集合，當風力發電機的狀態變化時產生歷史存檔存入歷史數據庫；

步驟4、風力發電機樣本組數據處理模塊在線監測實時數據庫中各樣本風力發電機的有效標記，通過BCD碼監測方法監測樣本組整體的有效樣本是否變化，并計算有效樣本的平均發電量，當有效樣本不發生變化時，周期存檔風力發電機樣本組內有效樣本在本周期的平均發電量至歷史數據庫；當風力發電機樣本組內有樣本退出或加入時，則計算從上次歷史存檔時刻開始到當前時間的時段內風力發電機樣本組內有效樣本平均發電量，并做歷史存檔存入歷史數據庫；風力發電機總發電量記錄服務模塊以設定周期采樣實時數據庫中各風力發電機的實際總發電量，并存入歷史數據庫；

步驟5、風力發電機指標周期計算服務模塊基于實時數據庫中的對象模型信息和歷史數據庫中的風力發電機狀態變化歷史存檔、各風力發電機樣本組平均發電量歷史存檔、風力發電機實際總發電量歷史存檔三類歷史數據，計算并統計每臺風力發電機在每種狀態下的周期實際發電量、理論發電量，并把各周期統計結果存入歷史數據庫；

步驟6、用戶按需通過四則運算即可得到待求的風電能量利用率；則某風力發電機在某統計周期的限電狀態下的能量利用率計算公式為：

式中：EBA_restrict為某風力發電機在某統計周期的限電狀態下的能量利用率；DRealEny為某風力發電機在某統計周期的電網限電運行狀態下的實際發電量；ERealEny為某風力發電機在某統計周期的告警限負荷運行狀態下的實際發電量；DTheryEny為某風力發電機在某統計周期的電網限電運行狀態下的理論發電量；ETheryEny為某風力發電機在某統計周期的告警限負荷運行狀態下的理論發電量；LTheryEny為某風力發電機在某統計周期的限電停機狀態下的理論發電量；

系統內每個風力發電機每種狀態的周期實際發電量計算過程如下：

(A)以風力發電機ID、風力發電機狀態、計算周期起止時刻為查詢參數，從風力發電機狀態歷史存檔中獲取對應的時段列表；

(B)針對步驟(A)獲取的每個時段，以風力發電機ID、時段起止時間為查詢參數，基于歷史數據計算時段內最后一條記錄值與該時段內第一條記錄值之差，計算該時段內風力發電機的實際發電量；

(C)累加各時段的實際發電量；

系統內每個風力發電機每種狀態的周期理論發電量計算過程如下：

(a)以風力發電機ID、風力發電機狀態、計算周期起止時刻為查詢參數，從風力發電機狀態歷史記錄中獲取對應的時段列表；

(b)從實時數據庫的對象模型中獲取風力發電機對應的樣本組ID；

(c)針對步驟(a)獲取的每個時段，以樣本組ID、時段起止時間為查詢參數，基于樣本組平均發電量歷史記錄計算該時段內樣本組平均發電量累計值即為該風力發電機該時段內的理論發電量；

(d)累加各時段的理論發電量。