CN105514991A - 新能源电站发电设备健康状态确定方法及装置 - Google Patents

新能源电站发电设备健康状态确定方法及装置 Download PDF

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STATE GRID XINYUAN ZHANGJIAKOU SCENERY STORAGE DEMONSTRATION POWER PLANT CO Ltd
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North China Electric Power Research Institute Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
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BEIJING BOWANG HUAKE TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种新能源电站发电设备健康状态确定方法及装置，该方法包括：获取新能源电站发电设备的故障相关信息和发电相关信息；根据发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态；根据发电设备的发电相关信息分析确定发电设备的发电能力等级；根据发电设备的可靠性状态和发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态。本发明能够解决现有技术中，发电设备状态评价单一，评价结果不能准确的代表发电设备的健康状态，从而导致故障定位和故障检修效率不高的缺陷。

Description

新能源电站发电设备健康状态确定方法及装置
技术领域
本申请涉及新能源电站发电设备管理领域，特别涉及一种新能源电站发电设备健康状态确定方法及装置。
背景技术
目前的新能源电站发电设备健康状态监测方法之一为由专门巡检人员巡视监测。这种方法需要大量的人工参与，导致人力成本的提升。
现有技术中，新能源电站发电设备的健康状态检测另一常用的方法为评价发电设备的可利用率。这种方法评价指标单一，评价结果不一定能准确代表发电设备的健康状态。
发明内容
本发明提供一种新能源电站发电设备健康状态确定方法及系统，用于解决现有技术中，发电设备状态评价单一，评价结果不能准确的代表发电设备的健康状态，从而导致故障定位和故障检修效率不高的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种新能源电站发电设备健康状态确定方法，包括：获取新能源电站发电设备的故障相关信息和发电相关信息；
根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态；
根据所述发电设备的发电相关信息分析确定发电设备的发电能力等级；
根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态。
本发明另提供一种新能源电站发电设备健康状态确定装置，该装置包括：
获取单元，用于获取新能源联合发电站发电设备的故障相关信息和发电相关信息；
可靠性状态确定单元，用于根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态；
发电能力等级确定单元，用于根据所述发电设备的发电相关信息分析确定发电设备的发电能力等级；
发电设备健康状态确定单元，用于根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态。
本发明提供的新能源电站发电设备健康状态确定方法及装置，根据发电设备的故障相关信息，对发电设备进行可靠性分析，确定发电设备的可靠性状态；根据发电设备的发电相关信息，对发设备进行发电能力分析，确定发电设备的发电能力等级，根据发电设备的可靠性状态和发电能力等级能够准确的确定发电设备的健康状态。得到发电设备的健康状态后，再依此对相关设备进行预防性维修。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的新能源电站发电设备健康状态确定方法流程图；
图2为本发明一实施例的新能源电站发电设备健康状态确定装置结构图。
具体实施方式
为了使本发明的技术特点及效果更加明显，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，本发明也可有其他不同的具体实例来加以说明或实施，任何本领域技术人员在权利要求范围内做的等同变换均属于本发明的保护范畴。
本申请所述的发电设备健康状态确定方法及系统能够应用于风力发电、光伏发电及储能发电等新能源发电设备健康状态监测中。
如图1所示，图1为本发明一实施例的新能源电站发电设备健康状态确定方法流程图。
通过对发电设备进行可靠性分析和发电能力分析，确定了发电设备的可靠性状态和发电能力等级，结合可靠性状态及发电能力等级综合确定了发电设备的健康状态。
具体的，新能源电站发电设备健康状态确定方法包括，
步骤101：获取新能源电站发电设备的故障相关信息和发电相关信息；
以风力发电为例，故障相关信息包括但不限于发电设备运行时间、发电设备运行时间内的故障次数、故障时间等，发电相关信息包括但不限于风电机组功率、风速、温度、压强等。本发明对故障相关信息及发电相关信息具体包括内容不做限制。
步骤102：根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态；
步骤103：根据所述发电设备的发电相关信息分析确定发电设备的发电能力等级；
步骤104：根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态。
发电设备的可靠性状态及发电能力与发电设备可运行时间息息相关，设备的可靠性降低表示设备停运次数过多、停机时间过长，这将直接导致设备运行时间降低，从而影响设备的总体发电量；而设备的发电能力等级下降表示设备的实际功率低于理论功率，说明设备的性能发生了劣化或存在缺陷，这也会造成总体发电量的降低。因此，通过对发电设备可靠性和发电性能的综合评价，能全面体现发电设备的故障状态和发电能力，从而更准确的确定发电设备的健康状态，进而对有缺陷或性能劣化的设备提前进行故障预测和故障前检修，从而降低设备的故障率，提升设备的发电量。
本发明一实施例中，根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态(步骤S102)进一步包括，
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的平均无故障运行时间；
当所述平均无故障运行时间大于第一阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述平均无故障运行时间小于所述第一阈值且大于第二阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态；
当所述平均无故障运行时间小于所述第二阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态。
具体的，平均无故障运行时间计算公式如下：
其中，无故障运行时间＝总的运行时间-故障时间，发电设备总的运行时间、故障时间和故障总次数为获取的故障相关信息。
本实施例所述的第一阈值大于第二阈值，第一阈值及第二阈值的选取原则可采用突出状态较差、需要重点关注的发电设备，根据大部分发电设备的评价结果选取第一阈值，根据其他设备的评价结果选取第二阈值，从而对性能较差的设备进行故障预测和故障前检修，减少故障次数，提升设备发电量。第一阈值及第二阈值可根据具体的发电设备类型及运行实际情况确定，本发明对此不做限定。
本发明另一实施例中，根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态(步骤S102)进一步包括，
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的可利用率；
当所述发电设备的可利用率大于第三阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述发电设备的可利用率小于所述第三阈值且大于第四阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态；
当所述发电设备的可利用率小于所述第四阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态。
具体的，发电设备的可利用率计算公式如下：
其中，无故障运行时间＝总的运行时间-故障时间，总的运行时间和故障时间为获取的故障相关信息。
本实施例所述的第三阈值大于第四阈值，第三阈值与第四阈值的确定方法参阅第一阈值及第二阈值的确定方法，本发明对此不做限定。
本发明又一实施例中，结合表一，根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态(步骤S102)进一步包括，
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的平均无故障运行时间T及发电设备的可利用率A。平均无故障运行时间和发电设备的可利用率的具体计算方式已在上述实施例中进行了说明，此处不再赘述。
当所述平均无故障运行时间T大于第五阈值T5且所述可利用率大于第七阈值A7时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述平均无故障运行时间小于第六阈值T6和/或可利用率小于第八阈值A8时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态；
当所述平均无故障运行时间介于第六阈值T6和第五阈值T5之间且所述可利用率大于第八阈值，或所述可利用率介于第八阈值A8与第七阈值A7之间且所述平均无故障运行时间大于第五阈值T5时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态。
表一
本实施例所述的第五阈值大于第六阈值，第七阈值大于第八阈值，第五阈值、第六阈值、第七阈值及第八阈值的确定方法可参阅第一阈值及第二阈值的确定方法，本发明对此不做限定。
本发明一实施例中，根据所述发电设备的发电相关信息分析确定发电设备的发电能力等级(步骤103)进一步包括，
根据所述发电设备的发电相关信息计算发电能力值；
当所述发电能力值大于第一发电能力阈值时，确定所述发电设备的发电能力等级为优；
当所述发电能力值小于第一发电能力阈值且大于第二发电能力阈值时，确定所述发电设备的发电能力等级为良；
当所述发电能力值小于所述第二发电能力阈值时，确定所述发电设备的发电能力等级为差；
具体的，发电能力值的计算公式如下：
其中，Fg为发电能力值，实际发电功率为其中一个发电相关信息，理论发电功率可根据风速等信息通过现有方法计算得到，计算所需的参数均属于发电相关信息，可直接从发电现场获得。
本实施例所述的第一发电能力阈值大于第二发电能力阈值，第一发电能力阈值和第二发电能力阈值的确定方法可参阅第一阈值及第二阈值的确定方法，本发明对此不做限定。
本发明一实施例中，结合表二，根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态(步骤S104)进一步包括，
当所述发电设备的可靠性状态为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优时，所述发电设备健康状态为正常状态；
当所述发电设备的可靠性状态为严重状态和/或所述发电设备的发电能力等级为差时，所述发电设备健康状态为严重状态；
除去所述发电设备的可靠性状态为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优、及所述发电设备的可靠性状态为严重状态和/或所述发电设备的发电能力等级为差的其他情况，所述发电设备健康状态为亚健康状态。
表二：
为了保证发电设备的运行效率，需对发电设备进行定期实验，以风力发电设备为例，实验内容包括进行风电机组的功率特定曲线测试、功率调节能力测试、振动测试等。将定期实验获得到实验数据输入到一预防性实验管理模块，进行预防性实验结果评价，将设备实验结果状态分为正常状态、亚健康状态及严重状态。具体的实验评价方法可采用现有技术实现。
本发明一实施例中，获取新能源电站发电设备的故障相关信息和发电相关信息的同时还获取发电设备的定期实验结果；
根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态进一步包括，
当所述发电设备的可靠性状态和所述定期实验结果为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优时，确定所述发电设备健康状态为正常状态；
当所述发电设备的可靠性状态为严重状态，和/或所述定期实验结果为严重状态，和/或所述发电设备的发电能力等级为差时，确定所述发电设备健康状态为严重状态；
除去所述发电设备的可靠性状态和所述定期实验结果为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优，及所述发电设备的可靠性状态为严重状态，和/或所述定期实验结果为严重状态，和/或所述发电设备的发电能力等级为差的其他情况，确定所述发电设备健康状态为亚健康状态。
本发明通过对发电设备进行可靠性分析和发电能力分析，确定了发电设备的可靠性状态和发电能力等级，并结合现场定期实验结果，综合可靠性状态、发电能力等级及定期实验结果能够准确的确定发电设备的健康状态，进而保证维修人员作出正确的维修计划，确保发电设备能够正常稳定的运行。
如图2所示，图2为本发明一实施例的新能源电站发电设备健康状态确定装置结构图。该装置可以通过逻辑电路或者芯片实现，或者安装于现有的高性能计算终端，例如手机、平板电脑、计算机等设备中，或者以功能模块的方式由软件实现各部件的功能。
本实施例提供的新能源电站发电设备健康状态确定装置能够准确的确定发电设备的健康状态，具体的，该装置包括：
获取单元201，用于获取新能源联合发电站发电设备的故障相关信息和发电相关信息；
可靠性状态确定单元202，用于根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态；
发电能力等级确定单元203，用于根据所述发电设备的发电相关信息分析确定发电设备的发电能力等级；
发电设备健康状态确定单元204，用于根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态。
本发明的一实施例中，可靠性状态确定单元202具体用于：
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的平均无故障运行时间；
当所述平均无故障运行时间大于第一阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述平均无故障运行时间小于所述第一阈值且大于第二阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态；
当所述平均无故障运行时间小于所述第二阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态。
本发明另一实施例中，可靠性状态确定单元202具体用于：
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的可利用率；
当所述发电设备的可利用率大于第三阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述发电设备的可利用率小于所述第三阈值且大于第四阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态；
当所述发电设备的可利用率小于所述第四阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态。
本发明又一实施例中，可靠性状态确定单元202具体用于：
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的平均无故障运行时间及发电设备的可利用率；
当所述平均无故障运行时间大于第五阈值且所述可利用率大于第七阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述平均无故障运行时间小于第六阈值和/或可利用率小于第八阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态；
当所述平均无故障运行时间介于第六阈值和第五阈值之间且所述可利用率大于第八阈值，或所述可利用率介于第八阈值与第七阈值之间且所述平均无故障运行时间大于第五阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态。
本发明的一实施例中，发电能力等级确定单元203具体用于：
根据所述发电设备的发电相关信息计算发电能力值；
当所述发电能力值大于第一发电能力阈值时，确定所述发电设备的发电能力等级为优；
当所述发电能力值小于第一发电能力阈值且大于第二发电能力阈值时，确定所述发电设备的发电能力等级为良；
当所述发电能力值小于所述第二发电能力阈值时，确定所述发电设备的发电能力等级为差。
本发明的一实施例中，发电设备健康状态确定单元204具体用于：
当所述发电设备的可靠性状态为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优时，确定所述发电设备健康状态为正常状态；
当所述发电设备的可靠性状态为严重状态和/或所述发电设备的发电能力等级为差时，确定所述发电设备健康状态为严重状态；
除去所述发电设备的可靠性状态为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优、及所述发电设备的可靠性状态为严重状态和/或所述发电设备的发电能力等级为差的其他情况，确定所述发电设备健康状态为亚健康状态。
本发明提供的新能源电站发电设备健康状态确定装置，根据发电设备的故障相关信息，对发电设备进行可靠性分析，确定发电设备的可靠性状态；根据发电设备的发电相关信息，对发设备进行发电能力分析，确定发电设备的发电能力等级，根据发电设备的可靠性状态和发电能力等级能够准确的确定发电设备的健康状态，进而保证维修人员作出正确的维修计划，确保发电设备能够正常稳定的运行。
以上所述仅用于说明本发明的技术方案，任何本领域普通技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围应视权利要求范围为准。

Claims (10)

1.一种新能源电站发电设备健康状态确定方法，其特征在于，包括，
获取新能源电站发电设备的故障相关信息和发电相关信息；
根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态；
根据所述发电设备的发电相关信息分析确定发电设备的发电能力等级；
根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态。
2.如权利要求1所述的新能源电站发电设备健康状态确定方法，其特征在于，根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态进一步包括，
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的平均无故障运行时间；
当所述平均无故障运行时间大于第一阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述平均无故障运行时间小于所述第一阈值且大于第二阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态；
当所述平均无故障运行时间小于所述第二阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态。
3.如权利要求1所述的新能源电站发电设备健康状态确定方法，其特征在于，根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态进一步包括，
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的可利用率；
当所述发电设备的可利用率大于第三阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述发电设备的可利用率小于所述第三阈值且大于第四阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态；
当所述发电设备的可利用率小于所述第四阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态。
4.如权利要求1所述的新能源电站发电设备健康状态确定方法，其特征在于，根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态进一步包括，
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的平均无故障运行时间及发电设备的可利用率；
当所述平均无故障运行时间大于第五阈值且所述可利用率大于第七阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述平均无故障运行时间小于第六阈值和/或可利用率小于第八阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态；
当所述平均无故障运行时间介于第六阈值和第五阈值之间且所述可利用率大于第八阈值，或所述可利用率介于第八阈值与第七阈值之间且所述平均无故障运行时间大于第五阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态。
5.如权利要求1至4任一项所述的新能源电站发电设备健康状态确定方法，其特征在于，根据所述发电设备的发电相关信息分析确定发电设备的发电能力等级进一步包括，
根据所述发电设备的发电相关信息计算发电能力值；
当所述发电能力值大于第一发电能力阈值时，确定所述发电设备的发电能力等级为优；
当所述发电能力值小于第一发电能力阈值且大于第二发电能力阈值时，确定所述发电设备的发电能力等级为良；
当所述发电能力值小于所述第二发电能力阈值时，确定所述发电设备的发电能力等级为差。
6.如权利要求5所述的新能源电站发电设备健康状态确定方法，其特征在于，根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态进一步包括，
当所述发电设备的可靠性状态为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优时，确定所述发电设备健康状态为正常状态；
当所述发电设备的可靠性状态为严重状态和/或所述发电设备的发电能力等级为差时，确定所述发电设备健康状态为严重状态；
除去所述发电设备的可靠性状态为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优、及所述发电设备的可靠性状态为严重状态和/或所述发电设备的发电能力等级为差的其他情况，确定所述发电设备健康状态为亚健康状态。
7.如权利要求6所述的新能源电站发电设备健康状态确定方法，其特征在于，获取新能源电站发电设备的故障相关信息和发电相关信息的同时还获取发电设备的定期实验结果；
根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态进一步包括，
当所述发电设备的可靠性状态和所述定期实验结果为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优时，确定所述发电设备健康状态为正常状态；
当所述发电设备的可靠性状态为严重状态，和/或所述定期实验结果为严重状态，和/或所述发电设备的发电能力等级为差时，确定所述发电设备健康状态为严重状态；
除去所述发电设备的可靠性状态和所述定期实验结果为正常状态且所述发电设备的发电能力等级为优，及所述发电设备的可靠性状态为严重状态，和/或所述定期实验结果为严重状态，和/或所述发电设备的发电能力等级为差的其他情况，确定所述发电设备健康状态为亚健康状态。
8.一种新能源电站发电设备健康状态确定装置，其特征在于，所述装置包括，
获取单元，用于获取新能源联合发电站发电设备的故障相关信息和发电相关信息；
可靠性状态确定单元，用于根据所述发电设备的故障相关信息分析确定发电设备的可靠性状态；
发电能力等级确定单元，用于根据所述发电设备的发电相关信息分析确定发电设备的发电能力等级；
发电设备健康状态确定单元，用于根据所述发电设备的可靠性状态和所述发电设备的发电能力等级确定发电设备健康状态。
9.如权利要求8所述的新能源电站发电设备健康状态确定装置，其特征在于，可靠性状态确定单元具体用于，
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的平均无故障运行时间；
当所述平均无故障运行时间大于第一阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述平均无故障运行时间小于所述第一阈值且大于第二阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态；
当所述平均无故障运行时间小于所述第二阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态。
10.如权利要求8所述的新能源电站发电设备健康状态确定装置，其特征在于，可靠性状态确定单元具体用于，
根据发电设备的故障相关信息计算发电设备的可利用率；
当所述发电设备的可利用率大于第三阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为正常状态；
当所述发电设备的可利用率小于所述第三阈值且大于第四阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为亚健康状态；
当所述发电设备的可利用率小于所述第四阈值时，确定所述发电设备的可靠性状态为严重状态。
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