[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電性能的評價方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011331600.8
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112632749B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曾凡春;曹利蒲;張澈;楊繼明;田長鳳;甘勇
• 申請（專利權(quán)）人: 華能國際電力股份有限公司;華能國際電力股份有限公司湖南清潔能源分公司;北京華能新銳控制技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F18/214;F03D17/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 董文倩

本申請公開了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電性能的評價方法及裝置。其中，該方法包括：獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)下的功率，以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)時的風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)；依據(jù)風(fēng)速和風(fēng)向數(shù)據(jù)確定修正后的風(fēng)速；對修正后的風(fēng)速和修正后的風(fēng)速對應(yīng)的功率分別進(jìn)行區(qū)間劃分，得到多個風(fēng)速區(qū)間和多個功率區(qū)間，其中，每個風(fēng)速區(qū)間中數(shù)據(jù)點最多的功率區(qū)間為該風(fēng)速區(qū)間的區(qū)間數(shù)據(jù)集；依據(jù)區(qū)間數(shù)據(jù)集繪制風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實際功率曲線，并依據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實際功率曲線和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的理想功率曲線評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電性能。本申請解決了現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電性能評價方法精確度較低的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及風(fēng)力風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能評價領(lǐng)域，具體而言，涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電性能的評價方法及裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)力發(fā)電占總發(fā)電裝機(jī)比重越來越高。隨著新能源政策補(bǔ)貼取消，競價上網(wǎng)時代已經(jīng)來臨，電網(wǎng)配網(wǎng)改革也對風(fēng)電提出了更高的適應(yīng)性要求，競爭更加激烈、嚴(yán)酷，給風(fēng)電行業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營、管理提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)(以下簡稱風(fēng)機(jī))是風(fēng)電企業(yè)生產(chǎn)的基本單位，相對于風(fēng)電裝機(jī)的發(fā)展速度，風(fēng)機(jī)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展速度相對滯后，普遍存在風(fēng)機(jī)功率曲線不達(dá)標(biāo)等性能問題。而風(fēng)機(jī)性能的好壞是影響發(fā)電量的最主要因素，是風(fēng)電企業(yè)盈利的關(guān)鍵。對風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行定量分析，抓重點精準(zhǔn)突破，是提高發(fā)電量、降低發(fā)電成本的關(guān)鍵技術(shù)。

風(fēng)機(jī)是將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的轉(zhuǎn)化效率代表風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能，簡化為風(fēng)速——功率對應(yīng)關(guān)系。

風(fēng)機(jī)性能分析依賴于數(shù)據(jù)源、網(wǎng)絡(luò)平臺、分析方法。隨著風(fēng)電集控系統(tǒng)成為區(qū)域公司“無人值班、少人值守”的標(biāo)配，集控中心是天然的數(shù)據(jù)源和網(wǎng)絡(luò)平臺，數(shù)據(jù)源和網(wǎng)絡(luò)平臺問題迎刃而解。利用集控系統(tǒng)的便利條件研究風(fēng)電場最為關(guān)注的風(fēng)機(jī)性能分析問題，具有重要的技術(shù)應(yīng)用意義。

風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能評價主要通過繪制功率曲線。國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61400-12-1標(biāo)準(zhǔn)中給出了采用比恩斯原理繪制功率曲線的方法，能夠根據(jù)風(fēng)電機(jī)組10分鐘平均風(fēng)速和功率數(shù)據(jù)繪制反映機(jī)組整體運(yùn)行性能的功率曲線。具體流程如下：

數(shù)據(jù)源：從區(qū)域集控系統(tǒng)取得風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)速、功率數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)清洗：剔除測量原因造成的異常數(shù)據(jù)，獲得全體數(shù)據(jù)集；區(qū)間劃分：將數(shù)據(jù)組按照0.5m/s風(fēng)速間隔進(jìn)行劃分，獲得區(qū)間數(shù)據(jù)集；發(fā)電能力：將區(qū)間數(shù)據(jù)集內(nèi)的功率數(shù)據(jù)進(jìn)行平均，作為該風(fēng)速區(qū)間風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力；繪制曲線：所有風(fēng)速區(qū)間發(fā)電能力計算完成后得到一組風(fēng)速—功率對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)該對應(yīng)關(guān)系繪制風(fēng)速—功率曲線，稱為實際功率曲線；劣化程度：根據(jù)實際功率曲線和理論功率曲線，計算風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能劣化程度。

上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能的評價方法存在以下缺點：

1)數(shù)據(jù)清洗不徹底，現(xiàn)有數(shù)據(jù)清洗方法只能剔除因測量原因造成的異常數(shù)據(jù)，不能剔除風(fēng)力發(fā)電機(jī)設(shè)備狀態(tài)原因造成的異常數(shù)據(jù)。

2)未考慮風(fēng)的高波動性，自然界的風(fēng)具有高波動性，風(fēng)處于加速階段、減速階段、平穩(wěn)階段，風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能表現(xiàn)各不相同。此外，風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航是大滯后系統(tǒng)，風(fēng)向的集中度對風(fēng)力發(fā)電機(jī)的性能也有較大影響。因此，在不考慮風(fēng)速變化率和風(fēng)向集中度的情況下，單獨按照風(fēng)速進(jìn)行區(qū)間劃分不能準(zhǔn)確體現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)性能。

3)發(fā)電能力評價方法精度不足，以風(fēng)速區(qū)間內(nèi)的平均功率作為該風(fēng)速區(qū)間內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電能力精度不足。以風(fēng)速在[4m/s，4.5m/s]區(qū)間為例，上述方法實際上是將風(fēng)速在[4m/s，4.5m/s]區(qū)間內(nèi)的功率平均值作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)在4.25m/s風(fēng)速時的發(fā)電能力。考慮到數(shù)據(jù)樣本可能集中在4.1m/s或4.4m/s附近，上述方法得到的結(jié)果將產(chǎn)生偏差。

針對現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電性能評價方法精確度較低的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請實施例提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電性能的評價方法及裝置，以至少解決現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)的發(fā)電性能評價方法精確度較低的技術(shù)問題。