[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

本發明公開了一種計算風電能量利用率的系統及方法，包括實時數據庫和歷史數據庫，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，能解決當前行業內計算該指標時面臨的風力發電機型號多樣、風力發電機狀態劃分不一致、指標計算準確性低等技術難題。同時其引入的樣本組框架及對樣本有效標記的判定和處理，減小了單一樣本的計算誤差，避免了因單一樣本異常造成的理論發電量無法計算的問題，實現了各維度指標計算的靈活性，是一種通用的計算該類指標的數據處理技術。

技術領域

本發明涉及一種計算風電能量利用率的系統及方法。

背景技術

從風電場評價體系看，當前國內以可利用率作為評價體系的核心，該指標從可用時間的維度衡量了風力發電機和風場的性能優劣。據中國能源報2015年6月的報道，目前中國風電場已經進入較高的時間利用率階段，但中國風電平均等效發電小時數并不高，在相同風資源和發電能力下，中國風電資產發電量比美國低15％-20％。隨著我國風電進入平穩的發展階段，風電投資企業逐漸理性化，從過去的單純關注裝機數量轉變為“數量和質量”并重，產生了更加合理和急迫的科學管理能量利用率的訴求。

能量利用率是指風力發電機的實際發電量與理論發電量的比值，最早由國際電工協會提出，實際使用中還需考慮風力發電機狀態因素。目前，能量利用率指標的獲取比較困難，該類指標的準確度也無法達到要求，造成該類評價體系很難在行業內推廣，主要存在以下兩個技術問題：

第一、不同型號的風力發電機狀態難以準確統一起來：當前各發電集團都規定了自己的風力發電機狀態劃分標準，以期在集團內部把不同廠家不同型號的風力發電機狀態統一起來，以便在指標計算時基于統一標準的狀態變化數據計算某些狀態子集的能量可利用率。但各型號風力發電機狀態判別邏輯不同，很難把每種機型的每個狀態都清晰的區別開來。

第二、理論發電量計算精度無法達到要求：風場指標評價中一般采用以實際風速對應的理論功率做積分的方法(后面簡稱為功率曲線法)或以樣本機發電量(后面簡稱為樣本法)計算風力發電機理論發電量。功率曲線法存在風力發電機輪轂和葉片的轉動慣性造成的功率爬坡問題、溫濕度/海拔等動態的外部環境造成的風速功率動態偏差修正計算太過復雜等問題；樣本法以類比的思想自動包含了大氣壓力、溫濕度、地形條件、風力發電機爬坡階段的風輪慣性等各種影響風力發電機發電的因素，但存在單一樣本的代表性不強造成的計算誤差大、樣本失效/檢修時無法計算等問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種計算風電能量利用率的系統及方法，以解決風電行業能量利用率指標計算難度高、計算誤差大的問題。

名詞解釋：

1、歷史數據庫：用于存儲結構化歷史數據的介質及其配套的存取訪問接口和服務，可以是商用關系型數據庫，也可以是文件等其他存儲類型。

2、實時數據庫：包含對象模型信息，用于提供實時原數據和數據處理中間結果的緩存和交換場地。

3、風力發電機狀態：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，比如運行、故障、限電運行、限電停機、檢修、維修等。

4、樣本風力發電機：風場內人為選取若干個不參與限電的風力發電機，以這些風力發電機的發電量為標桿，類比計算其他風力發電機的理論發電量。

5、樣本組：由多個發電條件類似的樣本風力發電機組成。一個風場可根據發電條件的差異程度定義多個樣本組，每個實際風力發電機都有一個樣本組與之對應。

6、原數據：指風機上送到本系統的原始測量數據，比如實測風速、實測有功功率、實時檢修標記、風機各故障告警信號等。

7、歷史存檔：指以特定的數據格式保存到歷史數據庫中的數據。