CN106523300B - 基于机舱风速仪的风电机组损失电量评估方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于机舱风速仪的风电机组损失电量评估方法，包括以下步骤：A.设定风机损失电量为四种状态下的未并网损失电量与两种状态下的并网损失电量之和，其中，四种状态下的未并网损失电量为场外限负荷停机损失电量、停机损失电量、维护损失电量及故障损失电量，两种状态下的并网损失电量为风机限电损失电量与风机自动限负荷损失电量；B.根据机舱风速仪数据，绘制风机实际运行功率曲线；C.根据机舱风速仪数据，计算以上各种状态下的风频分布，风频分布采用10min平均风速的瞬时值；D.分别计算未并网损失电量及并网损失电量。本发明能够简单、有效、可靠地对损失电量进行评估，且评估结果误差小，准确度高。

Description

基于机舱风速仪的风电机组损失电量评估方法
技术领域
本发明涉及风电技术领域，特别是涉及基于机舱风速仪的风电机组损失电量评估方法。
背景技术
风电产业的大规模兴起，促使人们思考如何评价风电——这样一个无需任何燃料投入，发电量几乎完全取决于风能资源状况的发电行业，风电场发电量分析方法也应运而生。目前在用的各种指标包括考核可利用小时完成率、风电场KPI指标等等，以上指标的目的均为考核现场实际发电量和理论电量之间的差异，但对风电场损失电量的科学计算和科学分类研究较少，各风电场基本采用了标杆风机的方法或人工估算的方法，但这些方法误差较大，不能准确反映每台风机的运行状况。
目前多数风力发电场的电量分类如下：应发小时、实发小时、调度限电停机、自然因素停机、故障停机、计划检修停机、场内受累停机、场外受累停机、限电因素降容、自然因素降容、其他损失。
以上分类方法中将风机断电时的情况也进行了统计，由于风机断电各种数据如风速等无法采集，造成进行此部分发电量损失只能通过测风塔平均风速进行估算。损失电量计算采用样板机的方法，即问题风机发电量与样板机发电量的差作为损失电量。但实际应用时，以上统计中仍存在不足之处，例如：如果样板机出现问题，将影响损失电量的统计；停电过程中测风塔风速不能代表风机风速；平均风速不能代表风速分布等等，因此，需要为风电机组损失电量的评估提供一种更加科学的途径，对于分析风电场的运行管理情况、电网经济调度、提高风能利用率具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供基于机舱风速仪的风电机组损失电量评估方法，使其能够简单、有效、可靠地对风机损失电量进行评估，且评估结果误差小，准确度高，可以为风电场评估提供科学依据。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
基于机舱风速仪的风电机组损失电量评估方法，包括以下步骤：A.设定风机损失电量为四种状态下的未并网损失电量与两种状态下的并网损失电量之和，其中，所述四种状态下的未并网损失电量分别为场外限负荷停机损失电量、停机损失电量、维护损失电量及故障损失电量，所述两种状态下的并网损失电量分别为风机限电损失电量与风机自动限负荷损失电量；B.根据机舱风速仪数据，绘制风机的实际运行功率曲线；C.根据机舱风速仪数据，计算以上各种状态下的风频分布，所述风频分布采用10min平均风速的瞬时值；D.根据所述实际运行功率曲线及各种状态下的风频分布分别计算所述的未并网损失电量及并网损失电量。
作为进一步地改进，所述步骤B中绘制风机的实际运行功率曲线时的数据处理方法参照国标《GBT18451.2-2003风力发电机组功率特性试验》中的比恩法执行。
所述步骤D中各项未并网损失电量通过所述实际运行功率曲线拟合对应状态下的风频分布计算获得。
所述步骤D中各项并网损失电量通过对应状态下的应发电量与实发电量之差获得，其中，所述应发电量通过所述实际运行功率曲线拟合对应状态下的风频分布计算获得。
由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：
(1)本发明不需要另外加其他设备如测风塔、数据采集装置等等，方法简单，成本低，易于操作。
(2)采用机舱风速仪数据进行绘制功率曲线，虽然与标准功率曲线存在差距(原因为叶片扰动风速仪等因素造成误差)，但是并不影响机舱风速和功率的对应关系，因此可忽略实测功率曲线与理论功率曲线的差别，能够计算风场每台风机的损失电量和分布。
(3)由于损失发生时时间会产生打断，因此，风频分布采用10min平均风速的瞬时值进行计算，可避免时间上的打断对损失电量计算造成的影响，减小误差。
(4)功率曲线绘制方法参照国标《GBT18451.2-2003风力发电机组功率特性试验》执行，符合规范，易于操控。
(5)本发明中损失电量的分类方法可以将应发电量进行科学合理分类，对指导现场运维和状态检修有重要意义，同时对风电场指标制定提供了数据基础。
附图说明
上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1是应用本发明的方法评估风电机组损失电量的流程图。
具体实施方式
本发明所述的风电机组损失电量评估方法是在机舱风速仪数据的基础上进行的计算，并且计算涉及的损失电量采用了科学合理的分类，通过从风机运行的状态入手并提供各分类的计算方法，最终实现对损失电量进行简单、有效、可靠地评估，且评估结果误差小，准确度高。
请参阅图1所示，本发明基于机舱风速仪的风电机组损失电量评估方法，主要包括以下步骤：A.设定风机损失电量为四种状态下的未并网损失电量与两种状态下的并网损失电量之和，其中，所述四种状态下的未并网损失电量分别为场外限负荷停机损失电量、停机损失电量、维护损失电量及故障损失电量，所述两种状态下的并网损失电量分别为风机限电损失电量与风机自动限负荷损失电量；B.根据机舱风速仪数据，绘制风机的实际运行功率曲线；C.根据机舱风速仪数据，计算以上各种状态下的风频分布，所述风频分布采用10min平均风速的瞬时值；D.根据所述实际运行功率曲线及各种状态下的风频分布分别计算所述的未并网损失电量及并网损失电量。
上述方法中对风电场损失电量的考量依据如表1中所示的对风电场发电量的分类，表中应发电量可以理解为理论电量，即理论状态下风机的发电量，原则上应发电量等于实发电量加损失电量，即应发电量＝实发电量+未并网损失电量+并网损失电量。
由于针对断电期间的发电量统计对业主考核存在意义，但是对从分析风机发电量的角度没有太大的意义，所以本发明中主要分析风电机组存在供电情况下的情形。如表1中所示，本发明中的损失电量分为两大类，即未并网损失电量和并网损失电量，并且，未并网损失电量包括如下四种状态下的损失电量，并网损失电量包括如下两种状态下的损失电量：
未并网损失电量＝场外限负荷停机损失电量+停机损失电量+维护损失电量+故障损失电量
并网损失电量＝场外限电损失电量+风机自动限负荷损失电量。
其中，未并网损失指风力发电机机组存在各种问题导致没有发电情况的损失；并网损失指风力发电机组由于参数限制导致的发电量的损失；场外限负荷停机损失指调度限电并将风机停机的发电量损失；停机损失指风力发电机没有问题但是没有启动发电造成的发电量损失；维护损失指风力发电机在维护时的发电量损失；故障损失指风力发电机组在故障时的发电量损失；场外限电损失指调度限电但没有将风机停机的损失电量；风机自动限负荷损失指由于风机本身存在问题但是不足以导致停机需要限制负荷导致的损失。
按照上表中的方法可以将应发电量进行科学合理分类，对指导现场运维和状态检修有重要意义，同时对风电场指标制定提供了数据基础。这里的状态检修是指运维人员根据设备的结构特点、设备的运行状态以及设备在进行试验时的结果进行相应的检查和分析，制定检修计划。
以下结合具体实施例对本发明机舱风速仪评估风电机组损失电量的方法进行说明。
如图1中所示，首先采集机舱风速仪数据；然后，一方面根据采集的机舱风速仪数据绘制风机的实际运行功率曲线，功率曲线绘制方法建议参照国标《GBT18451.2-2003风力发电机组功率特性试验》中的数据处理的方法进行，符合规范，易于操控。由于机舱风速仪会受到叶片的扰动等因素造成数据存在偏差，但是其并不影响机舱风速仪与功率的对应关系。另一方面，根据采集的机舱风速仪数据进行风频分布计算，根据国标规定可采用风频分布为10分钟平均的风速分布。由于损失电量在时间上打断，本发明中风频分布的计算使用10min平均风速的瞬时值进行，可避免时间上的打断对损失电量计算造成的影响，此为本发明计算步骤中最重要的部分，否则将造成应发电量与分布存在误差。
行业中默认的发电量的计算公式如下，这里也沿用此计算公式。
式中：
λn---功率曲线中第n个风速区间的功率值
νn---功率曲线中第n个风速区间的时间分布
根据上述公式，可利用风机的实际运行功率曲线拟合各种状态下的风频分布计算该风机的应发电量。
具体地，应发电量采用每台风机的实际功率曲线拟合风频分布进行计算，如果某台风机功率曲线波动较大，可以采用风电场内其他风机功率曲线的平均值进行替代。
按照上表1中的损失电量分类，本发明根据前述步骤获得的实际运行功率曲线及各种状态下的风频分布可分别计算所述的未并网损失电量及并网损失电量。
具体地，各项未并网损失电量即等于对应状态下的应发电量，这里依据上述方法通过所述实际运行功率曲线拟合对应状态下的风频分布计算即可获得。
各项并网损失电量可通过对应状态下应发电量与实发电量之差获得，其中，所述应发电量依据上述方法通过实际运行功率曲线拟合对应状态下的风频分布计算获得。实发电量可采用SCADA系统计算的实际发电量，方法为将功率求积分再除以每小时的采样次数即可。
经多个内部测评实例，采用本发明的上述方法计算出的损失电量评估准确，验证了本发明所述方法能够简单、有效、可靠地对损失电量进行评估，评估结果误差小，准确度高，并可为分析损失电量的主要原因提供科学依据。
以上方法不需要另外加装其他设备如测风塔、数据采集装置等等，因此，本发明损失电量的评估方法简单，成本低，易于操作。其中，采用机舱风速仪数据进行绘制功率曲线，虽然与标准功率曲线存在差距(原因为叶片扰动风速仪等因素造成误差)，但是并不影响机舱风速和功率的对应关系，因此可忽略实测功率曲线与理论功率曲线的差别，能够计算每一台风机的损失电量和分布。并且，计算损失电量时使用10min平均风速的瞬时值进行风频分布的计算，可避免时间上的打断对损失电量计算造成的影响，从而减小了计算误差，使得计算结果更为准确。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.基于机舱风速仪的风电机组损失电量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.设定风机损失电量为四种状态下的未并网损失电量与两种状态下的并网损失电量之和，其中，所述四种状态下的未并网损失电量分别为场外限负荷停机损失电量、停机损失电量、维护损失电量及故障损失电量，所述两种状态下的并网损失电量分别为风机限电损失电量与风机自动限负荷损失电量；
B.根据机舱风速仪数据，绘制风机的实际运行功率曲线；
C.根据机舱风速仪数据，计算以上各种状态下的风频分布，所述风频分布采用10mi n平均风速的瞬时值；
D.根据所述实际运行功率曲线及各种状态下的风频分布分别计算所述的未并网损失电量及并网损失电量；
其中，所述未并网损失电量通过所述实际运行功率曲线拟合对应状态下的风频分布计算获得；所述并网损失电量通过对应状态下的应发电量与实发电量之差获得，其中，所述应发电量通过所述实际运行功率曲线拟合对应状态下的风频分布计算获得。
2.根据权利要求1所述的基于机舱风速仪的风电机组损失电量评估方法，其特征在于，所述步骤B中绘制风机的实际运行功率曲线时的数据处理方法参照国标《GBT18451.2-2003风力发电机组功率特性试验》中的比恩法执行。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109253056B (zh) * 2018-09-14 2020-06-02 华润电力投资有限公司北方分公司 一种风电数据分析方法及系统
CN109236589B (zh) * 2018-11-23 2019-08-23 华润电力技术研究院有限公司 一种用于评估风机叶片除冰投资方案的方法及装置
CN112761896B (zh) * 2020-09-24 2024-05-14 国网内蒙古东部电力有限公司 提高风力发电站发电量预测精度的计算方法、装置和计算机设备
CN113623143A (zh) * 2021-08-16 2021-11-09 福州南泰电力科技有限公司 风电机组发电量损失根因自动识别系统及其实现方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201705562U (zh) * 2010-05-17 2011-01-12 中能电力科技开发有限公司 风电场限电统计装置
KR20150076737A (ko) * 2013-12-27 2015-07-07 삼성중공업 주식회사 풍력 터빈의 풍력 속도 추정 장치 및 그 풍력 속도 추정 방법
CN105736253A (zh) * 2016-02-04 2016-07-06 华电电力科学研究院 基于风速和功率判断风机状态及计算能量利用率的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201705562U (zh) * 2010-05-17 2011-01-12 中能电力科技开发有限公司 风电场限电统计装置
KR20150076737A (ko) * 2013-12-27 2015-07-07 삼성중공업 주식회사 풍력 터빈의 풍력 속도 추정 장치 및 그 풍력 속도 추정 방법
CN105736253A (zh) * 2016-02-04 2016-07-06 华电电力科学研究院 基于风速和功率判断风机状态及计算能量利用率的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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风电场及机组出力损失计算模型与方法;梅华威等;《电力系统自动化》;20141231;第38卷(第2期);第12-16页

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