一种风电机组的出力性能确定方法、系统及装置与流程

本发明涉及风力发电，特别是涉及一种风电机组的出力性能确定方法、系统及装置。

背景技术：

1、运行功率曲线是风电行业中分析机组出力状态的常用技术指标，其反映了在确定的风资源下机组的发电能力。中国南方地区属于热带、亚热带季风气候，风向与季节呈现明显的相关性，在主导风向发生改变时，因风电机组间的尾流效应、地形差异造成的湍流等，导致机组在相同运行状态下表现出的性能存在明显差异，影响了机组的出力性能分析。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种风电机组的出力性能确定方法、系统及装置，有效解决因风资源差异导致机组出力性能评估不准确的问题，为检修工作提供有力支撑。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种风电机组的出力性能确定方法，包括：

3、获取风电场中的风电机组的历史运行数据，所述历史运行数据包括风速、风向及功率；

4、根据所述风向确定以所述风电机组所在位置为中心的目标区域内的主导风向，所述主导风向为在预设时间内处于预设风向角角度内的风向频率超过预设比例的风向角范围；

5、根据所述主导风向将所述目标区域划分为子区域，所述子区域的数量与所述主导风向的数量相同；

6、确定各个所述子区域的风速与功率构成的运行功率曲线；

7、判断单一风电机组所述历史运行数据中在当前风向下的当前风速对应的样本点下所述风电机组的功率的平均值比所述当前风向所在的子区域中的运行功率曲线中所述当前风速对应的功率的平均值是否达到预设比值；

8、若未达到，则判定所述风电机组的出力性能未达到目标性能，制定机组检修计划执行检修工作。

9、另一方面，获取风电场中的风电机组的历史运行数据之后，还包括：

10、对所述历史运行数据的时间进行校准；

11、对所述历史运行数据的时间处理为一致的单位等级，所述单位等级包括秒级单位及分钟级单位；

12、对所述风向的角度调整为规范区域内的数值。

13、另一方面，获取风电场中的风电机组的历史运行数据之后，还包括：

14、将不在预设风速范围内的风速对应时间的历史运行数据删除；

15、将不在预设角度范围内的风向对应时间的历史运行数据删除；

16、将不在预设功率范围内的功率对应时间的历史运行数据删除；

17、将预设时间内所述风向及所述风速均未发生变化对应时间的历史运行数据删除。

18、另一方面，获取风电场中的风电机组的历史运行数据之后，还包括：

19、根据所述风电机组所在环境的温度及空气密度关系式确定风电机组所在位置的实际空气密度，所述空气密度关系式为；

20、根据所述实际空气密度及校正关系式对风速进行校正，所述校正关系式为；

21、其中，ρ实际为在t摄氏度且大气压强为p的实际空气密度，ρ标准为在0摄氏度且大气压强为0.1013mpa下的空气密度，t为所述风电机组所在环境的温度，p为所述风电机组所在环境的大气压强，v测量为历史运行数据中的风速，v校正为校正后的风速。

22、另一方面，根据所述风向确定以所述风电机组所在位置为中心的目标区域内的主导风向，包括：

23、将以所述风电机组所在位置为圆心，按照角度将圆形的目标区域划分为预设个区间，各个所述区间的角度范围一致；

24、确定各个所述风向对应的区间；

25、若样本数据中连续n个区间内的风向数量占总的风向的数量的比例超过预设值，则将n个所述区间确定为一个主导风向。

26、另一方面，根据所述主导风向将所述目标区域划分为子区域，包括：

27、若所述主导风向的数量为一个，则所述子区域为目标区域；

28、若所述主导风向的数量为多个，则确定各个所述主导风向的顺时针边界角度及逆时针边界角度；

29、将任意一个主导风向的顺时针边界角度与顺指针方向的下一个主导风向的逆时针边界角度的平均值作为子区域边界；

30、相邻两个子区域边界构成的区域为子区域。

31、另一方面，确定各个所述子区域的风速与功率构成的运行功率曲线，包括：

32、将所述风速作为自变量，所述功率作为因变量进行拟合，得到功率关系式，所述功率关系式为；

33、其中，f(x)为功率，ci为第i个风速区间对应的偏置参数，1≤i≤k+1，bi(x)为第i风速区间内的风速，x为风速，m1至mk为风速区间的边界值，共有k+1个风速区间，k为大于1的整数。

34、另一方面，判断单一风电机组的所述历史运行数据中在当前风向下的当前风速对应的样本点下，所述风电机组的功率的平均值比所述当前风向所在的子区域中的运行功率曲线中所述当前风速对应的功率的平均值是否达到预设比值，包括：

35、确定风电机组的当前运行数据中的当前风向；

36、确定所述当前风向的角度对应的子区域；

37、判断历史运行数据中在当前风向下的当前风速对应的样本点下所述风电机组的功率的平均值比所述当前风向所在的子区域中的运行功率曲线中所述当前风速对应的功率的平均值是否达到预设比值；

38、若达到，则确定所述风电机组的出力性能正常；

39、若未达到，则判定所述风电机组的出力性能未达到目标性能，制定机组检修计划执行检修工作。

40、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种风电机组的出力性能确定系统，包括：

41、历史数据获取单元，用于获取风电场中的风电机组的历史运行数据，所述历史运行数据包括风速、风向及功率；

42、主导风向确定单元，用于根据所述风向确定以所述风电机组所在位置为中心的目标区域内的主导风向，所述主导风向为在预设时间内处于预设风向角角度内的风向频率超过预设比例的风向角范围；

43、区域划分单元，用于根据所述主导风向将所述目标区域划分为子区域，所述子区域的数量与所述主导风向的数量相同；

44、运行功率曲线确定单元，用于确定各个所述子区域的风速与功率构成的运行功率曲线；

45、功率判断单元，用于判断单一风电机组的所述历史运行数据中在当前风向下的当前风速对应的样本点下，所述风电机组的功率的平均值比所述当前风向所在的子区域中的运行功率曲线中所述当前风速对应的功率的平均值是否达到预设比值；若否，则触发运维单元；

46、所述运维单元，用于判定所述风电机组的出力性能未达到目标性能，需要制定机组检修计划执行检修工作。

47、为解决上述技术问题，本发明还提供了一种风电机组的出力性能确定装置，包括：

48、存储器，用于存储计算机程序；

49、处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述出力性能确定方法的步骤。

50、本发明公开了一种风电机组的出力性能确定方法、系统及装置，涉及风力发电技术领域，包括获取风电场中的风电机组的历史运行数据；根据风向确定以风电机组所在位置为中心的目标区域内的主导风向；根据主导风向将目标区域划分为子区域；确定各个子区域的风速与功率构成的运行功率曲线；判断历史运行数据中在当前风向下的当前风速对应的样本点下所述风电机组的功率的平均值比所述当前风向所在的子区域中的运行功率曲线中所述当前风速对应的功率的平均值是否达到预设比值；若未达到，则基于历史运行数据中在当前风向下的当前风速对应的样本点下所述风电机组的功率的平均值与所述当前风向所在的子区域中的运行功率曲线中所述当前风速对应的功率的平均值的比值，制定机组检修计划执行检修工作。由于在主导风向发生改变时，机组在相同运行状态下表现出的出力性能不同，所以预先按照风向划分运行功率曲线，基于风向的运行功率曲线可以解决风资源差异导致机组出力性能评估不准确的问题，准确挖掘风电机组性能问题，制定检修计划有效执行检修工作。