[發(fā)明專利]一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)功率曲線優(yōu)化計(jì)算及異常值檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011573959.6
• 申請(qǐng)日: 2020-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112598539A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李家偉;張啟亮;姜麗萍;曹潔生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇徐工信息技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): G06Q50/06
• 分類號(hào): G06Q50/06;G06F30/20;G06F113/06
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 陳帥

1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)功率曲線優(yōu)化計(jì)算及異常值檢測(cè)方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組一個(gè)周期內(nèi)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，得到原始采集數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)列名為測(cè)點(diǎn)名稱，行為數(shù)據(jù)記錄條；

S2：根據(jù)風(fēng)輪直徑和空氣密度計(jì)算風(fēng)能利用系數(shù)Cp；

S3：將Cp值拼接到原始數(shù)據(jù)中，構(gòu)建新的數(shù)據(jù)集A；

S4：設(shè)定額定風(fēng)速，將數(shù)據(jù)集A中風(fēng)速小于額定風(fēng)速的數(shù)據(jù)歸為數(shù)據(jù)集B，其余數(shù)據(jù)歸為數(shù)據(jù)集C；

S5：設(shè)置Cp閾值，對(duì)數(shù)據(jù)集B中的數(shù)據(jù)進(jìn)行Cp閾值篩選，將在閾值范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)標(biāo)記為正常數(shù)據(jù)，在閾值范圍之外的數(shù)據(jù)標(biāo)記為異常數(shù)據(jù)；

S6：對(duì)數(shù)據(jù)集C中的數(shù)據(jù)利用DBSCAN算法進(jìn)行聚類分析，得到數(shù)據(jù)集所屬的類別；將數(shù)據(jù)集C中數(shù)量最多的一類數(shù)據(jù)標(biāo)記為正常數(shù)據(jù)，其他的標(biāo)記為異常數(shù)據(jù)；

S7：將數(shù)據(jù)集B和數(shù)據(jù)集C中的正常數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接，得到清洗后的數(shù)據(jù)集D，用于計(jì)算風(fēng)電機(jī)組在整個(gè)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)的風(fēng)功率曲線；將數(shù)據(jù)集B和數(shù)據(jù)集C中的異常數(shù)據(jù)按照同樣的拼接方法進(jìn)行拼接，得到異常數(shù)據(jù)集E，用于計(jì)算風(fēng)電機(jī)組在整個(gè)風(fēng)速區(qū)間內(nèi)的異常數(shù)據(jù)百分比；

S8：對(duì)正常數(shù)據(jù)集D和異常數(shù)據(jù)集E分別進(jìn)行排序，以切入風(fēng)速為起點(diǎn)，區(qū)間長(zhǎng)度為0.5m/s，進(jìn)行風(fēng)速區(qū)間劃分；

S9：計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)正常數(shù)據(jù)的風(fēng)功率均值；計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)異常數(shù)據(jù)占對(duì)應(yīng)區(qū)間的百分比，若某個(gè)區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)集為空，則該區(qū)間的風(fēng)功率值取前、后區(qū)間風(fēng)功率的均值，百分比則計(jì)算為0；

S10：以劃分區(qū)間內(nèi)的風(fēng)速為橫坐標(biāo)，風(fēng)功率均值為縱坐標(biāo)，采用三次樣條插值擬合，得到機(jī)組實(shí)際風(fēng)功率曲線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)功率曲線優(yōu)化計(jì)算及異常值檢測(cè)方法，其特征在于：所述的步驟S1中，一個(gè)周期不小于3個(gè)月，數(shù)據(jù)采樣間隔為10分鐘，采集的數(shù)據(jù)包括時(shí)間、風(fēng)速和對(duì)應(yīng)的風(fēng)功率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)功率曲線優(yōu)化計(jì)算及異常值檢測(cè)方法，其特征在于：步驟S2中計(jì)算風(fēng)能利用系數(shù)Cp的方法為：

其中P為風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行功率，ρ為空氣密度，S為風(fēng)輪掃風(fēng)面積，v為風(fēng)速，對(duì)應(yīng)時(shí)間與運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)間相同，空氣密度為風(fēng)場(chǎng)實(shí)測(cè)空氣密度或者標(biāo)準(zhǔn)空氣密度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)功率曲線優(yōu)化計(jì)算及異常值檢測(cè)方法，其特征在于：步驟S5中，Cp閾值設(shè)置為[0.2，0.5].

根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)功率曲線優(yōu)化計(jì)算及異常值檢測(cè)方法，其特征在于：所述步驟S6中，對(duì)數(shù)據(jù)集C中的數(shù)據(jù)先進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，再利用DBSCAN算法進(jìn)行聚類分析。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)功率曲線優(yōu)化計(jì)算及異常值檢測(cè)方法，其特征在于：所述的步驟S3中將Cp值拼接到原始數(shù)據(jù)的方法為：循環(huán)比較Cp值所在的時(shí)刻是否與某條原始數(shù)據(jù)時(shí)刻相同，如果相同，則在該條原始數(shù)據(jù)右邊直接增加Cp列；如果不同，則繼續(xù)遍歷搜尋匹配，直至循環(huán)結(jié)束。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)功率曲線優(yōu)化計(jì)算及異常值檢測(cè)方法，其特征在于：步驟S7中將數(shù)據(jù)集B和數(shù)據(jù)集C中的正常數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接的方法為：將B和C按照列名稱是否相同進(jìn)行上下拼接，然后按照風(fēng)速由小到大進(jìn)行排序。