[發(fā)明專利]一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率數(shù)據(jù)清洗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810091183.0
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108412710B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈小軍;付雪姣;周沖成
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: F03D80/55
• 分類號: F03D80/55;F03D17/00;F03D9/25
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發(fā)明涉及一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率數(shù)據(jù)清洗方法，該方法包括如下步驟：(1)根據(jù)風(fēng)速大小將待清洗的風(fēng)功率數(shù)據(jù)劃分為若干個數(shù)據(jù)區(qū)間；(2)對于每個數(shù)據(jù)區(qū)間分別采用變點(diǎn)分組?四分位法進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，剔除異常數(shù)據(jù)；(3)將清洗后的數(shù)據(jù)區(qū)間進(jìn)行組合得到清洗后的風(fēng)功率數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明數(shù)據(jù)清洗效果好，效率高，并具有較強(qiáng)的通用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電大數(shù)據(jù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率數(shù)據(jù)清洗方法。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電是一種清潔、可再生的能源，正迅速成為可持續(xù)發(fā)展和能源戰(zhàn)略的重要組成部分。但是風(fēng)力發(fā)電過程中隨機(jī)變化的風(fēng)速風(fēng)向使得風(fēng)電功率具有波動性、間歇性和隨機(jī)性等特征，對電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性造成不利影響。消除這些不利影響的一種重要手段就是通過風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的挖掘提高風(fēng)力發(fā)電的可預(yù)見性。通過實測風(fēng)速和功率得到的風(fēng)功率曲線可用于評估風(fēng)電機(jī)組的性能和運(yùn)行狀況，對判斷風(fēng)機(jī)故障有重要價值，同時時序功率數(shù)據(jù)也是研究風(fēng)電功率預(yù)測以及評估風(fēng)功率對電網(wǎng)影響的基礎(chǔ)。因此，準(zhǔn)確獲得風(fēng)電機(jī)組實際運(yùn)行的風(fēng)速和功率數(shù)據(jù)，能夠為風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行和優(yōu)化控制策略提供根本的數(shù)據(jù)支撐。但是在風(fēng)電場運(yùn)行過程中，由于機(jī)組停機(jī)、減載、通信噪聲和設(shè)備故障等因素，會產(chǎn)生大量異常數(shù)據(jù)。目前風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集、管理、分析和挖掘方法仍存在諸多不足，不能準(zhǔn)確的辨識收集數(shù)據(jù)的質(zhì)量差異，進(jìn)而有效支撐粗糙數(shù)據(jù)的正確篩選和合理化優(yōu)化，造成數(shù)據(jù)質(zhì)量得不到保障。如果這些數(shù)據(jù)不經(jīng)處理直接使用，得到的風(fēng)力發(fā)電統(tǒng)計特性會發(fā)生畸變，會影響風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行特性的分析結(jié)果。為了提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，數(shù)據(jù)清洗已成為數(shù)據(jù)挖掘過程中不可或缺的環(huán)節(jié)。

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)清洗方法在遇到大量堆積型異常數(shù)據(jù)時往往會失效，數(shù)據(jù)清洗是數(shù)據(jù)挖掘的基礎(chǔ)，直接影響著后續(xù)分析和應(yīng)用的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率數(shù)據(jù)清洗方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率數(shù)據(jù)清洗方法，該方法包括如下步驟：

(1)根據(jù)風(fēng)速大小將待清洗的風(fēng)功率數(shù)據(jù)劃分為若干個數(shù)據(jù)區(qū)間；

(2)對于每個數(shù)據(jù)區(qū)間分別采用變點(diǎn)分組-四分位法進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，剔除異常數(shù)據(jù)；

(3)將清洗后的數(shù)據(jù)區(qū)間進(jìn)行組合得到清洗后的風(fēng)功率數(shù)據(jù)。

步驟(2)具體為：

(21)采用變點(diǎn)分組法識別風(fēng)速-功率數(shù)據(jù)曲線底部堆積型異常數(shù)據(jù)、中部堆積型異常數(shù)據(jù)和部分曲線周圍分散型異常數(shù)據(jù)，并將上述異常數(shù)據(jù)剔除得到中間數(shù)據(jù)集；

(22)對中間數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)采用四分位法識別曲線上部堆積型異常數(shù)據(jù)和剩余的曲線周圍分散型異常數(shù)據(jù)，進(jìn)而將上述異常數(shù)據(jù)刪除得到正常數(shù)據(jù)集。

步驟(21)具體為：

(211)將風(fēng)速-功率數(shù)據(jù)按照功率降序排列得到功率降序數(shù)據(jù)集，求取功率降序數(shù)據(jù)集中各數(shù)據(jù)點(diǎn)方差變化率；

(212)獲取方差變化率的變點(diǎn)位置；

(213)功率降序數(shù)據(jù)集中變點(diǎn)位置前的數(shù)據(jù)確定為中間數(shù)據(jù)集，變點(diǎn)位置后的數(shù)據(jù)為異常數(shù)據(jù)并剔除。

步驟(22)具體為：

(221)采用四分位法求取中間數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)的異常值內(nèi)限；

(222)將中間數(shù)據(jù)集中位于異常值內(nèi)限范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)確定為正常數(shù)據(jù)，其他為異常數(shù)據(jù)并剔除。

步驟(211)中方差變化率具體通過如下方式得到：

(211a)獲取功率降序數(shù)據(jù)集W：