[發(fā)明專利]一種基于迭代式統(tǒng)計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)的風(fēng)電機(jī)組功率異常值檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010029300.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111275570A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊秦敏;柳澤波;陳積明;陳棋;孫勇;孫優(yōu)賢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q50/06
• 分類號(hào): G06Q50/06;G06F17/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 劉靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于迭代式統(tǒng)計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)的風(fēng)電機(jī)組功率異常值檢測(cè)方法。該方法基于風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控控制系統(tǒng)(SCADA)獲得風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，利用迭代式統(tǒng)計(jì)方法與假設(shè)檢驗(yàn)方法融合進(jìn)行異常值檢測(cè)。本發(fā)明檢測(cè)方法能根據(jù)風(fēng)機(jī)功率曲線的分布特性進(jìn)行準(zhǔn)確的異常點(diǎn)識(shí)別，保證了實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)處理的可靠性和有效性，同時(shí)具有較快檢測(cè)速度，對(duì)數(shù)據(jù)無(wú)特殊要求，能適用復(fù)雜的風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)場(chǎng)景，具有較強(qiáng)的可用性和實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電機(jī)組異常檢測(cè)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于迭代式統(tǒng)計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)的風(fēng)電機(jī)組功率異常值檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)化石能源資源匱乏和污染嚴(yán)重的現(xiàn)代社會(huì)，風(fēng)能作為一種無(wú)污染、可再生的新能源而廣泛為大眾所青睞，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)也由此成為國(guó)內(nèi)外大力發(fā)展的新型可再生能源產(chǎn)業(yè)之一。在我國(guó)，近十年來(lái)有關(guān)風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)與相關(guān)研究工作無(wú)論是從數(shù)量上還是質(zhì)量上來(lái)說(shuō)都有著顯著的提升，但在大力發(fā)展風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的同時(shí)，也伴隨著風(fēng)機(jī)自身的不斷退化所導(dǎo)致的一系列負(fù)面因素。現(xiàn)今風(fēng)力發(fā)電機(jī)在使用的過(guò)程中，由于風(fēng)速具有間歇性與高度不確定性的特點(diǎn)，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身的性能評(píng)估造成了較大的影響，而正確對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能與健康狀況進(jìn)行評(píng)估與診斷則是風(fēng)力發(fā)電運(yùn)維方面合理規(guī)劃的重要之處。

考慮到風(fēng)機(jī)在正常工作中，其不同情況下額故障大多數(shù)都會(huì)反映在風(fēng)機(jī)的功率曲線中，因此對(duì)于風(fēng)機(jī)功率曲線的準(zhǔn)確獲取是當(dāng)前研究風(fēng)機(jī)性能狀況方面問(wèn)題的潛在基礎(chǔ)。而對(duì)于風(fēng)機(jī)的功率曲線獲取而言，如何將包含異常甚至錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)集信息轉(zhuǎn)變?yōu)橛行У摹⒔y(tǒng)一的、可靠的數(shù)據(jù)信息則是獲取風(fēng)機(jī)真實(shí)功率曲線的重中之重。然而，目前通過(guò)SCADA獲取的風(fēng)機(jī)功率數(shù)據(jù)存在較大的噪點(diǎn)，導(dǎo)致后續(xù)根據(jù)該功率曲線進(jìn)行的數(shù)據(jù)分析存在偏差，從而影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，現(xiàn)有的功率曲線獲取技術(shù)無(wú)法有效提取風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)的有效且可靠信息，需要對(duì)SCADA獲取的源數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值檢測(cè)與剔除，以保證風(fēng)機(jī)功率曲線的準(zhǔn)確性和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于對(duì)現(xiàn)有研究和技術(shù)存在的不足之處加以完善與規(guī)范化，提出一種基于迭代式統(tǒng)計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)的風(fēng)電機(jī)組功率時(shí)序異常值檢測(cè)方法，該方法對(duì)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)功率曲線進(jìn)行功率的異常值檢測(cè)篩選和剔除，可以提高獲取功率曲線的準(zhǔn)確性與可靠性，更具有實(shí)用價(jià)值；且有利于通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)潛在故障進(jìn)行檢測(cè)，方法應(yīng)用的擴(kuò)展性高。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種基于迭代式統(tǒng)計(jì)與假設(shè)檢驗(yàn)的風(fēng)電機(jī)組功率異常值檢測(cè)方法，包括以下步驟：

1)選取待檢測(cè)風(fēng)機(jī)，獲取其實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，形成數(shù)據(jù)集，獲取的數(shù)據(jù)信息用于進(jìn)行該風(fēng)電機(jī)組的功率異常檢測(cè)，該數(shù)據(jù)信息包括風(fēng)速{v_i}、有功功率{P_i}和槳距角{β_i}，將信息數(shù)據(jù)集記為其中i＝1,2,3,…,N′；

2)對(duì)步驟1)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行去重，剔除重復(fù)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，并對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行初步異常值篩除，得到集合{X′_i}，其中i＝1,2,3,…,N，N≤N′；

3)對(duì)步驟2)去重及初步離群點(diǎn)篩除后的數(shù)據(jù)集進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，形成預(yù)處理后的數(shù)據(jù)集，將該數(shù)據(jù)集記為{X_i}，其中i＝1,2,3,…,N；

4)對(duì)步驟3)獲取的數(shù)據(jù)集{X_i}進(jìn)行區(qū)間劃分，將風(fēng)機(jī)功率以一定的風(fēng)速間隔進(jìn)行劃分，劃分為M個(gè)區(qū)間，記第k個(gè)區(qū)間的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為N_k、功率曲線數(shù)據(jù)集為其中k＝1,2,3,…,M，i＝1,2,3,…,N_k；

5)對(duì)步驟4)獲取的數(shù)據(jù)集按區(qū)間進(jìn)行初步的異常值檢測(cè)；首先使用3-σ原則在各個(gè)區(qū)間進(jìn)行異常值的篩選，可以將3-σ原則的閾值設(shè)置為2，保證能有較高的異常值覆蓋率，將檢測(cè)出來(lái)的異常值記為k＝1，表示第一次3-σ檢測(cè)出來(lái)的異常值；