CN111861067A - 风电机组的损耗补偿控制方法和装置 - Google Patents

风电机组的损耗补偿控制方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种风电机组的损耗补偿控制方法和装置，该损耗补偿控制方法包括：根据风电机组的实时运行数据，确定风电机组的估测损耗功率值；根据风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值，获得风电机组的总损耗功率值；根据获得的总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制。采用本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法和装置，能够实现对风电场中的每台风电机组的损耗的精确补偿，有效提高风电机组的出力水平。

Description

风电机组的损耗补偿控制方法和装置
技术领域
本发明总体说来涉及风电技术领域，更具体地讲，涉及一种风电机组的损耗补偿控制方法和装置。
背景技术
风电机组在运行过程中，通过叶片吸收风能，并将风能转化为机械能，然后将机械能转化为电能。由于现代大型风电机组的复杂性，在风电机组发电过程中，存在大量的损耗，这些损耗主要来源于以下几个方面：
(1)机械损耗。以永磁直驱风力发电机为例，叶轮-主轴-发电机机械传动系统在转动过程中存在的机械损耗。
(2)发电机自身损耗。同样以永磁直驱风力发电机为例，发电机损耗包含铁耗，铜耗等。
(3)动力电缆损耗。一般风力发电机位于机舱，通过三相动力电缆将电能输送到风电机组外的变压器，经变压器升压后输入电网。通常，动力电缆的长度约为100米左右，风电机组的额定功率越大，动力电缆的直径越大，耗电也越大。
(4)变流器自身损耗。变流器根据冷却方式，可分为风冷和水冷，以水冷变流器为例，变流器损耗至少包括：功率元器件在工作过程中产生的热量，水冷散热风扇消耗的电能，水冷系统驱动泵消耗的电能等等。
(5)风电机组的各电气元部件在工作过程中消耗的电能。这部分电能主要包括：a)变桨电机，偏航电机在工作过程中消耗的电能；b)发电机散热系统在工作过程中消耗的电能；c)其它电气元部件在工作过程中消耗的电能。
风电机组在正常发电过程中，随着风电机组的运行工况的不同以及季节条件的改变(例如，环境温度、空气密度的变化)，风电机组自身的损耗也随之变化。目前由于无法获得准确的风电机组的损耗模型，使得对风电机组的整机损耗估计不准确，导致无法对风电机组进行有效的损耗补偿。
发明内容
本发明的示例性实施例的目的在于提供一种风电机组的损耗补偿控制方法和装置，以克服上述至少一个缺陷。
在一个总体方面，提供一种风电机组的损耗补偿控制方法，包括：根据风电机组的实时运行数据，确定风电机组的估测损耗功率值；根据风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值，获得风电机组的总损耗功率值；根据获得的总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制。
可选地，所述总损耗功率值可为风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值之和，其中，风电机组的实测损耗功率值可包括风电机组运行过程中的动力电缆损耗值和风电机组的各电气部件的损耗值，其中，动力电缆损耗值可基于发电机端电压值和动力电缆的总电阻值来确定，各电气部件的损耗值可基于各电气部件的功率系数和额定功率来确定。
可选地，根据获得的总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制的步骤可包括：根据获得的总损耗功率值和发电机转速，确定风电机组的电磁扭矩补偿值；将所确定的电磁扭矩补偿值施加到风电机组，以对风电机组进行损耗补偿。
可选地，所述实时运行数据可包括风电机组的实时上网功率，其中，根据风电机组的实时运行数据，确定风电机组的估测损耗功率值的步骤可包括：计算采样周期内风电机组的实时上网功率的功率均值，确定计算得到的功率均值所属的预设上网功率区间，确定与所述预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值，将所确定的预设估测损耗功率值确定为与计算得到的功率均值对应的估测损耗功率值。
可选地，所述损耗补偿控制方法还包括：预先确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系，以基于预先确定的对应关系来确定与所述预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值。
可选地，可通过以下方式确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系：根据风电机组在每个采样周期的电磁功率与实时上网功率确定风电机组的理论总损耗功率值，确定风电机组在每个采样周期的实测损耗功率值，根据所确定的理论总损耗功率值与实测损耗功率值，获得在每个采样周期的与实时上网功率对应的估测损耗功率值，确定各采样周期的实时上网功率所属的预设上网功率区间，针对每个预设上网功率区间，计算该预设上网功率区间内的各实时上网功率所对应的估测损耗功率值的估测损耗平均值，将计算得到的估测损耗平均值作为预设估测损耗功率值，以获得多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系。
可选地，所述多个预设上网功率区间可通过以下方式来确定：基于风电机组的最小上网功率和额定功率，以预定功率步长为间隔，获得所述多个预设上网功率区间，和/或，理论总损耗功率值可为电磁功率与上网功率的差值，电磁功率可为电磁扭矩与发电机转速的乘积。
在另一总体方面，提供一种风电机组的损耗补偿控制装置，包括：估测损耗确定模块，根据风电机组的实时运行数据，确定风电机组的估测损耗功率值；总损耗确定模块，根据风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值，获得风电机组的总损耗功率值；损耗补偿控制模块，根据获得的总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制。
可选地，所述总损耗功率值可为风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值之和，其中，风电机组的实测损耗功率值可包括风电机组运行过程中的动力电缆损耗值和风电机组的各电气部件的损耗值，其中，动力电缆损耗值可基于发电机端电压值和动力电缆的总电阻值来确定，各电气部件的损耗值可基于各电气部件的功率系数和额定功率来确定。
可选地，损耗补偿控制模块可根据获得的总损耗功率值和发电机转速，确定风电机组的电磁扭矩补偿值，将所确定的电磁扭矩补偿值施加到风电机组，以对风电机组进行损耗补偿。
可选地，所述实时运行数据可包括风电机组的实时上网功率，其中，估测损耗确定模块可包括：功率均值确定子模块，计算采样周期内风电机组的实时上网功率的功率均值，功率区间确定子模块，确定计算得到的功率均值所属的预设上网功率区间，损耗确定子模块，确定与所述预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值，将所确定的预设估测损耗功率值确定为与计算得到的功率均值对应的估测损耗功率值。
可选地，所述损耗补偿控制装置可还包括：对应关系确定模块，预先确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系，以基于预先确定的对应关系来确定与所述预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值。
可选地，对应关系确定模块可通过以下方式确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系：根据风电机组在每个采样周期的电磁功率与实时上网功率确定风电机组的理论总损耗功率值，确定风电机组在每个采样周期的实测损耗功率值，根据所确定的理论总损耗功率值与实测损耗功率值，获得在每个采样周期的与实时上网功率对应的估测损耗功率值，确定各采样周期的实时上网功率所属的预设上网功率区间，针对每个预设上网功率区间，计算该预设上网功率区间内的各实时上网功率所对应的估测损耗功率值的估测损耗平均值，将计算得到的估测损耗平均值作为预设估测损耗功率值，以获得多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系。
可选地，对应关系确定模块可基于风电机组的最小上网功率和额定功率，以预定功率步长为间隔来获得所述多个预设上网功率区间，和/或，理论总损耗功率值可为电磁功率与上网功率的差值，电磁功率可为电磁扭矩与发电机转速的乘积。
在另一总体方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的风电机组的损耗补偿控制方法。
在另一总体方面，提供一种计算装置，所述计算装置包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的风电机组的损耗补偿控制方法。
采用本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法和装置，可以较为精确地确定出风电场中的每台风电机组的整机损耗，以为每台风电机组的损耗补偿提供准确依据。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出根据本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法的流程图；
图2示出根据本发明示例性实施例的确定风电机组的估测损耗功率值的步骤的流程图；
图3示出根据本发明示例性实施例的确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系的步骤的流程图；
图4示出根据本发明示例性实施例的根据总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制的步骤的流程图；
图5示出根据本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制装置的框图；
图6示出根据本发明示例性实施例的估测损耗确定模块的框图；
图7示出根据本发明示例性实施例的风电场的整体控制模型示意图。
具体实施方式
现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，一些示例性实施例在附图中示出。
图1示出根据本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法的流程图。
优选地，本发明示例性实施例提供的是一种针对风电机组的上网功率小于风电机组的额定功率的情况(即，风电机组处于不满发状态下)的损耗补偿控制方法，也就是说，当风电机组的上网功率小于风电机组的额定功率时，执行图1所示的损耗补偿控制方法。但本发明不限于此，对于风电机组的上网功率等于或者大于风电机组的额定功率的情况(即，风电机组处于满发状态下)，也可以采用图1所示的方法对风电机组进行损耗补偿。
参照图1，在步骤S10中，根据风电机组的实时运行数据，确定风电机组的估测损耗功率值。
这里，在本发明示例性实施例中，用于损耗补偿控制的风电机组的实时运行数据为风电机组处于正常发电状态下、并且处于非限电状态下的运行数据。除此之外的其他状态下的数据，例如，停机状态、待机状态或者在标准IEC6400-12-1规定的其他状态下的数据不作为用于损耗补偿控制的数据。
作为示例，本发明示例性实施例中的各数据可指一采样周期(例如，10分钟或者20分钟)内的各采样时刻的均值数据，但本发明不限于此。
在一优选实施例中，风电机组的实时运行数据可包括风电机组的实时上网功率。除此之外，风电机组的实时运行可还包括但不限于以下项中的至少一项：电磁扭矩、发电机转速、发电机端电压、偏航速度、变桨速度、散热风扇状态标志位。
下面参照图2来介绍根据风电机组的实时上网功率来确定风电机组的估测损耗功率值的步骤。应理解，图2所示的确定风电机组的估测损耗功率值的方式仅为示例，也可以通过其他方式来根据风电机组的实时上网功率来确定风电机组的估测损耗功率值。
图2示出根据本发明示例性实施例的确定风电机组的估测损耗功率值的步骤的流程图。
参照图2，在步骤S101中，计算采样周期内风电机组的实时上网功率的功率均值。
例如，采样周期内可包括多个采样时刻，可计算采样周期内在各采样时刻获得的实时上网功率的平均值，将计算得到的平均值确定为上述功率均值。
在步骤S102中，确定计算得到的功率均值所属的预设上网功率区间。
例如，根据本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法可还包括：预先设定多个预设上网功率区间。例如，可基于从最小上网功率pmin至额定功率prated的功率范围，以预定功率步长pstep为间隔进行功率分仓，来获得多个预设上网功率区间。
作为示例，多个预设上网功率区间的个数可利用如下公式获得：
Figure BDA0002047863190000061
公式(1)中，nstep为预设上网功率区间的个数。
在步骤S103中，确定与所属的预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值，将所确定的预设估测损耗功率值确定为与功率均值对应的估测损耗功率值。
在一优选实施例中，根据本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法可还包括：预先确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系，以基于预先确定的上述对应关系来确定与所属的预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值。
下面参照图3来介绍确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系的步骤。应理解，图3所示的确定上述对应关系的方式仅为示例，也可以通过其他方式来确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系。
图3示出根据本发明示例性实施例的确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系的步骤的流程图。
参照图3，在步骤S301中，根据风电机组在每个采样周期的电磁功率与实时上网功率确定风电机组的理论总损耗功率值。
这里，如果基于理论总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制，则无法区分实测损耗功率值和估测损耗功率值(即，不可测量的损耗功率值)的大小，由于风电机组的损耗具有随风电机组的运行工况和季节条件变化的特性，这将导致对风电机组的总损耗功率值的确定不够准确，影响补偿控制的精确性。
作为示例，风电机组的理论总损耗功率值可为电磁功率与上网功率的差值，电磁功率可为电磁扭矩与发电机转速的乘积。例如，针对任一采样周期，可计算该任一采样周期内的电磁扭矩的均值、发电机转速的均值和实时上网功率的功率均值，由电磁扭矩的均值与发电机转速的均值的乘积获得电磁功率，再将获得的电磁功率与实时上网功率的功率均值作差得到理论总损耗功率值。
风电机组在运行过程中，叶片吸收风能驱动叶轮转动，产生气动扭矩，风电机组的控制系统给定的发电机电磁扭矩必须与气动扭矩相匹配，发电机电磁扭矩与气动扭矩方向相反。当电磁扭矩小于气动扭矩时，根据牛顿第二定律，叶轮转速会升高，反之，叶轮转速会降低。通常，风电机组的控制系统会根据风电机组的输出功率，以一定的周期更新电磁扭矩的给定值，尽可能使得风电机组在不同的风速段实现最优控制，也就是说，电磁功率反映了风电机组的整体吸收的风能。
例如，可利用如下公式来计算电磁功率：
Pe＝Te×ω (2)
公式(2)中，Pe为电磁功率，Te为电磁扭矩，单位N.m，ω为发电机转速，单位rad/s。
风电机组在运行过程中的发电机电磁扭矩和发电机转速可以通过各种方式进行测量，进而可以计算出风电机组的电磁功率。风电机组的上网功率也可以通过各种方式进行实际测量，在此情况下，将电磁功率与风电机组的上网功率之间的差值确定为风电机组在不同工况条件下的理论总损耗功率值。
在步骤S302中，确定风电机组在每个采样周期的实测损耗功率值。
作为示例，理论总损耗功率值可包含实测损耗功率值和估测损耗功率值。例如，风电机组的实测损耗功率值可包括风电机组运行过程中的动力电缆损耗值和风电机组包括的各电气部件的损耗值。动力电缆损耗值可指发电机三相动力电缆从机舱位置至风电机组的箱式变压器，在风电机组运行过程中损耗的能量。各电气部件的损耗值主要包含风电机组运行过程中散热系统(例如，发电机、变流器)损耗的能量、偏航系统及变桨系统运行过程中损耗的能量以及各控制柜中各电气元部件自身损耗。
在一优选实施例中，动力电缆损耗值可基于发电机端电压值和动力电缆的总电阻值来确定，各电气部件的损耗值可基于各电气部件的功率系数和额定功率来确定。
例如，可以通过如下公式来计算风电机组在采样周期m内的实测损耗功率值：
Figure BDA0002047863190000081
公式(3)中，pgrid表示采样周期m内的实时上网功率的功率均值，P0(pgrid)为采样周期m内的实测损耗功率值，
Figure BDA0002047863190000082
表示风电机组的动力电缆损耗值，u(t)为在采样时刻t的发电机端电压值，r为动力电缆的总电阻值，m为采样周期的时间长度。
pi(t)表示在采样时刻t的第i个电气部件的额定功率，作为示例，电气部件可包括但不限于偏航电机、变桨电机、散热风扇驱动电机。
Figure BDA0002047863190000083
表示功率均值为pgrid时的第i个电气部件的功率系数，取值范围为0～1，当风电机组达到额定功率时，可取值为1。
在步骤S303中，根据所确定的理论总损耗功率值与实测损耗功率值，获得在每个采样周期的与实时上网功率对应的估测损耗功率值。
例如，估测损耗功率值可包括风电机组的除实测损耗功率值之外的其他损耗，作为示例，估测损耗功率值可包括发电机铜耗和变流器损耗，发电机铜耗可指风电机组在运行过程中发电机的铜制绕组产生的损耗，变流器损耗可表现为变流器效率。
例如，可将所确定的理论总损耗功率值与实测损耗功率值的差值，确定为在每个采样周期的与实时上网功率对应的估测损耗功率值。
例如，可利用如下公式来计算估测损耗功率值：
δ(pgrid)＝Ploss(pgrid)-P0(pgrid) (4)
公式(4)中，δ(pgrid)为与实时上网功率的功率均值pgrid对应的估测损耗功率值，Ploss(pgrid)为风电机组的总损耗功率值，P0(pgrid)为实测损耗功率值。
在步骤S304中，确定各采样周期的实时上网功率所属的预设上网功率区间。
这里，可确定各采样周期的实时上网功率的功率均值所属的预设上网功率区间。
在步骤S305中，确定每个预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值。
具体地，针对每个预设上网功率区间，计算该预设上网功率区间内的各实时上网功率所对应估测损耗功率值的估测损耗平均值，将计算得到的估测损耗平均值作为预设估测损耗功率值，以获得多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系。
为确保所确定的对应关系的准确性，统计每个预设上网功率区间内的估测损耗功率值的个数，为确保数据的充足，每个预设上网功率区间内的估测损耗功率值的个数应大于或等于预定数量。
例如，可利用如下公式来计算任一预设上网功率区间对应的估测损耗平均值：
Figure BDA0002047863190000091
公式(5)中，δ(pgrid)为估测损耗平均值，
Figure BDA0002047863190000092
为任一预设上网功率区间内第j个估测损耗功率值，n为任一预设上网功率区间内的估测损耗功率值的个数。
第一种情况，可基于风电机组的历史运行数据来建立上述对应关系。
风电机组的损耗具有随风电机组的运行工况和季节条件变化的特性。例如，风电机组的损耗随着风电机组的运行工况的变化而变化的情况为：根据风电机组当前的控制策略，风电机组在达到额定功率之前，风电机组的变桨系统是不动作的，当风速超过额定风速之后，风电机组进入恒功率控制段，此时通过变桨系统卸掉多余的风能，确保风电机组输出功率稳定，并同时确保风电机组的载荷安全。风电机组的变桨系统通过变桨电机驱动，变桨电机在工作过程中，需要消耗一部分电能。另一方面，整机的散热系统，例如，风电机组发电机或者变流器散热系统，随着风速的增大，风电机组的出力变大，发电机和变流器功率元部件发出热量逐步上升，当温度超过温度阈值之后，散热系统将被触发，风电机组自身的损耗将会进一步增大。
风电机组的损耗随着季节条件的变化而变化的情况为：夏季一般环境温度较高，风电机组在达到额定功率之后，风电机组的变流器功率部件或者其他电气部件的自身发热比较大，此时散热系统消耗电能也较高，相应地风电机组的自身损耗也较大。反之，冬季一般环境温度较低，散热系统工作时间一般较短，风电机组的自身损耗也较小。此外，冬季由于环境温度较低，空气密度相对于夏季较高，风电机组本身的出力较夏季高，加上冬季风电机组较小的自身损耗，导致冬季风电机组在额定风速以上输出功率一般高于夏季。
针对风电机组的损耗的上述变化特性，尽可能获取风电机组在不同工况下、不同季节条件下、不同空气密度条件下、不同温度条件下的运行数据，以基于所获取的运行数据来建立更为准确的对应关系。也就是说，通过统计风电机组在上述不同条件下的损耗分布情况，可以使得对风电机组的整机损耗的统计更具代表性。
第二种情况，可基于风电机组的实时运行数据来建立上述对应关系。
例如，可获取风电机组的实时运行数据，并基于所获取的实时运行数据通过上述方式来建立上述对应关系，为确保所建立的对应关系的准确性，需使得每个预设上网功率区间内的估测损耗功率值的个数大于或等于预定数量。
这里，应理解，除上述确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系的方式之外，还可以针对风电机组建立损耗模型，通过对损耗模型进行训练，来获得上述对应关系。
针对上述两种情况，可以利用风电机组的历史运行数据，对损耗模型进行离线训练，还可以利用风电机组的实时运行数据，对损耗模型进行在线训练，当损耗模型的训练结果满足要求时，基于训练好的损耗模型来确定上述对应关系，并对风电机组进行损耗补偿控制。
返回图1，在步骤S20中，根据风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值，获得风电机组的总损耗功率值。
作为示例，风电机组的总损耗(wind turbine power loss)指的是风电机组在运行过程中由于冷却散热、电气元部件自身消耗电能等而损失的能量。
例如，总损耗功率值可为风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值之和。
例如，风电机组的实测损耗功率值可包括风电机组运行过程中的动力电缆损耗值和风电机组包括的各电气部件的损耗值。作为示例，动力电缆损耗值可基于发电机端电压值和动力电缆的总电阻值来确定，各电气部件的损耗值可基于各电气部件的功率系数和额定功率来确定。例如，可利用上述的公式(3)来计算实测损耗功率值。
在步骤S30中，根据获得的总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制。
图4示出根据本发明示例性实施例的根据总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制的步骤的流程图。应理解，图4所示的对风电机组损耗补偿控制的方式仅为示例，也可以通过其他方式来根据总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制。
参照图4，在步骤S401中，根据获得的总损耗功率值和发电机转速，确定风电机组的电磁扭矩补偿值。
作为示例，可将总损耗功率值与发电机转速的比值确定为风电机组的电磁扭矩补偿值。例如，可利用如下的公式来确定风电机组的电磁扭矩补偿值：
Figure BDA0002047863190000111
公式(6)中，ΔT(pgrid)为在实时上网功率的功率均值为pgrid时的电磁扭矩补偿值，ploss(pgrid)为在实时上网功率的功率均值为pgrid时的总损耗功率值，ω为发电机转速，这里发电机转速ω为采样周期内的发电机转速的均值。
在步骤S402中，将所确定的电磁扭矩补偿值施加到风电机组，以对风电机组进行损耗补偿。
在确定出风电机组在不同上网功率区间的估测损耗功率值之后，即可以计算出相应的电磁扭矩补偿值，用于补偿风电机组的整体损耗，提高风电机组的发电能力。
由于风电机组达到满发功率之后，一般采用恒功率控制模式，通过变桨系统卸载多余的风能，所以在风电机组达到额定功率之后对风电机组进行损耗补偿对风电机组的出力影响较小。换言之，本发明示例性实施例的损耗补偿控制方法对于风电机组在达到额定功率之前的整机损耗补偿效果更好。
例如，对于风电机组达到额定功率的情况，可以根据损耗模型，通过闭环控制的方式，进行动态损耗补偿控制，以确保风电机组上网功率恒定。即，在风电机组处于满发时，风电机组采用恒功率控制模式，采用闭环控制的方式，将风电机组的额定功率参考值与反馈的风电机组实时上网功率进行比较，将差值转换为附加的电磁扭矩给定值，作为变流器的给定输入，从而确保风电机组的上网功率恒定。
图5示出根据本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制装置的框图。
如图5所示，根据本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制装置包括：估测损耗确定模块10、总损耗确定模块20和损耗补偿控制模块30。
具体说来，估测损耗确定模块10根据风电机组的实时运行数据，确定风电机组的估测损耗功率值。
在本发明示例性实施例中，用于损耗补偿控制的风电机组的实时运行数据为风电机组处于正常发电状态下、并且处于非限电状态下的运行数据。
在一优选实施例中，实时运行数据可包括风电机组的实时上网功率。下面参照图6来介绍估测损耗确定模块10确定风电机组的估测损耗功率值的过程。
图6示出根据本发明示例性实施例的估测损耗确定模块10的框图。
如图6所示，根据本发明示例性实施例的估测损耗确定模块可包括：功率均值确定子模块101、功率区间确定子模块102和损耗确定子模块103。
具体说来，功率均值确定子模块101计算预定时间段内风电机组的实时上网功率的功率均值。
功率区间确定子模块102确定计算得到的功率均值所属的预设上网功率区间。
损耗确定子模块103确定与所属的预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值，将所确定的预设估测损耗功率值确定为与功率均值对应的估测损耗功率值。
在一优选实施例中，根据本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制装置可还包括：对应关系确定模块(图中未示出)，预先确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系，以基于预先确定的对应关系来确定与所述预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值。
例如，对应关系确定模块可通过以下方式确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系。
根据风电机组在每个采样时刻的电磁功率与实时上网功率确定风电机组的理论总损耗功率值，确定风电机组在每个采样时刻的实测损耗功率值，根据所确定的理论总损耗功率值与实测损耗功率值，获得在每个采样时刻的与实时上网功率对应的估测损耗功率值，确定各采样时刻的实时上网功率所属的预设上网功率区间，针对每个预设上网功率区间，计算该预设上网功率区间内的各实时上网功率所对应估测损耗功率值的估测损耗平均值，将计算得到的估测损耗平均值作为预设估测损耗功率值，以获得多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系。
作为示例，对应关系确定模块可基于最小上网功率和额定功率，以预定功率步长来获得所述多个预设上网功率区间。理论总损耗功率值可为电磁功率与上网功率的差值，电磁功率可为电磁扭矩与发电机转速的乘积。
返回图5，总损耗确定模块20根据风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值，获得风电机组的总损耗功率值。
例如，总损耗功率值为风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值之和。作为示例，风电机组的实测损耗功率值可包括风电机组运行过程中的动力电缆损耗值和风电机组包括的各电气部件的损耗值。
例如，动力电缆损耗值可基于发电机端电压值和动力电缆的总电阻值来确定，各电气部件的损耗值基于各电气部件的功率系数和额定功率来确定。
损耗补偿控制模块30根据获得的总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制。
例如，损耗补偿控制模块30可根据获得的总损耗功率值和发电机转速，确定风电机组的电磁扭矩补偿值，将所确定的电磁扭矩补偿值施加到风电机组，以对风电机组进行损耗补偿。
图7示出根据本发明示例性实施例的风电场的整体控制模型示意图。
如图7所示，假设风电场中包括n台风电机组，一台风电机组对应上述的一个损耗补偿控制装置，以针对风电场中的每台风电机组分别进行损耗补偿控制。
在本示例中，可以针对每台风电机组建立对应的损耗模型，并基于获取的各风电机组的实时运行数据来对损耗模型进行在线训练。作为示例，获取的实时运行数据可包含但不限于风电机组的状态、风速、上网功率、电磁扭矩、发电机转速、变桨速度、偏航速度、环境温度。
在针对每台风电机组的损耗模型训练完成之后，需要进行数据量的校核，确保每个预设上网功率区间内数据量足够，如果数据量足够(即，每个预设上网功率区间内的估测损耗功率值的个数大于或等于预定数量)，则产生一个使能信号，以针对相应的风电机组开启损耗补偿控制功能，即，激活相应的风电机组的损耗补偿控制装置，如果数据量不足够(即，每个预设上网功率区间内的估测损耗功率值的个数小于预定数量)，则相应的风电机组的损耗补偿控制装置。
优选地，对于风电机组的运行数据，考虑到年度控制密度变化，可以每隔3个月进行一次训练，或者获取机组全年历史运行数据，进行机组损耗模型训练。
根据本发明的示例性实施例还提供一种计算装置。该计算装置包括处理器和存储器。存储器用于存储计算机程序。所述计算机程序被处理器执行使得处理器执行上述的风电机组的损耗补偿控制方法的计算机程序。
根据本发明的示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质存储有当被处理器执行时使得处理器执行上述风电机组的损耗补偿控制方法的计算机程序。该计算机可读记录介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。
本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法和装置，基于风电机组的整机损耗进行补偿控制，使得对风电场中的每台风电机组的补偿控制都有准确的依据，避免了现有的损耗补偿控制方式中仅考虑风电机组的部分损耗(例如，铜损)，导致损耗补偿不准确的问题。
此外，根据本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法和装置，考虑到在不同上网功率区间下的损耗功率值的差异，使得对风电机组的损耗补偿控制更为精确。
此外，采用本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法和装置，考虑到风电机组的实际运行状况以及季节条件变化对整机损耗的影响，能够准确估算风电机组在不同工况条件下和不同季节条件下的整机损耗。
此外，采用本发明示例性实施例的风电机组的损耗补偿控制方法和装置，采用统计的方法，确定出多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系，有助于后续针对具有相同配置的风电机组的设计改进，以及设计功率曲线开发。
尽管已参照优选实施例表示和描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和变换。

Claims (16)

1.一种风电机组的损耗补偿控制方法，其特征在于，包括：
根据风电机组的实时运行数据，确定风电机组的估测损耗功率值；
根据风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值，获得风电机组的总损耗功率值；
根据获得的总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制。
2.如权利要求1所述的损耗补偿控制方法，其特征在于，所述总损耗功率值为风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值之和，
其中，风电机组的实测损耗功率值包括风电机组运行过程中的动力电缆损耗值和风电机组的各电气部件的损耗值，
其中，动力电缆损耗值基于发电机端电压值和动力电缆的总电阻值来确定，各电气部件的损耗值基于各电气部件的功率系数和额定功率来确定。
3.如权利要求1所述的损耗补偿控制方法，其特征在于，根据获得的总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制的步骤包括：
根据获得的总损耗功率值和发电机转速，确定风电机组的电磁扭矩补偿值；
将所确定的电磁扭矩补偿值施加到风电机组，以对风电机组进行损耗补偿。
4.如权利要求1所述的损耗补偿控制方法，其特征在于，所述实时运行数据包括风电机组的实时上网功率，
其中，根据风电机组的实时运行数据，确定风电机组的估测损耗功率值的步骤包括：
计算采样周期内风电机组的实时上网功率的功率均值，
确定计算得到的功率均值所属的预设上网功率区间，
确定与所述预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值，将所确定的预设估测损耗功率值确定为与计算得到的功率均值对应的估测损耗功率值。
5.如权利要求4所述的损耗补偿控制方法，其特征在于，所述损耗补偿控制方法还包括：预先确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系，以基于预先确定的对应关系来确定与所述预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值。
6.如权利要求5所述的损耗补偿控制方法，其特征在于，通过以下方式确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系：
根据风电机组在每个采样周期的电磁功率与实时上网功率确定风电机组的理论总损耗功率值，
确定风电机组在每个采样周期的实测损耗功率值，
根据所确定的理论总损耗功率值与实测损耗功率值，获得在每个采样周期与实时上网功率对应的估测损耗功率值，
确定各采样周期的实时上网功率所属的预设上网功率区间，
针对每个预设上网功率区间，计算该预设上网功率区间内的各实时上网功率所对应的估测损耗功率值的估测损耗平均值，将计算得到的估测损耗平均值作为预设估测损耗功率值，以获得多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系。
7.如权利要求6所述的损耗补偿控制方法，其特征在于，所述多个预设上网功率区间通过以下方式来确定：基于风电机组的最小上网功率和额定功率，以预定功率步长为间隔，获得所述多个预设上网功率区间，
和/或，理论总损耗功率值为电磁功率与上网功率的差值，电磁功率为电磁扭矩与发电机转速的乘积。
8.一种风电机组的损耗补偿控制装置，其特征在于，包括：
估测损耗确定模块，根据风电机组的实时运行数据，确定风电机组的估测损耗功率值；
总损耗确定模块，根据风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值，获得风电机组的总损耗功率值；
损耗补偿控制模块，根据获得的总损耗功率值来对风电机组进行损耗补偿控制。
9.如权利要求8所述的损耗补偿控制装置，其特征在于，所述总损耗功率值为风电机组的估测损耗功率值和实测损耗功率值之和，
其中，风电机组的实测损耗功率值包括风电机组运行过程中的动力电缆损耗值和风电机组的各电气部件的损耗值，
其中，动力电缆损耗值基于发电机端电压值和动力电缆的总电阻值来确定，各电气部件的损耗值基于各电气部件的功率系数和额定功率来确定。
10.如权利要求8所述的损耗补偿控制装置，其特征在于，损耗补偿控制模块根据获得的总损耗功率值和发电机转速，确定风电机组的电磁扭矩补偿值，将所确定的电磁扭矩补偿值施加到风电机组，以对风电机组进行损耗补偿。
11.如权利要求8所述的损耗补偿控制装置，其特征在于，所述实时运行数据包括风电机组的实时上网功率，
其中，估测损耗确定模块包括：
功率均值确定子模块，计算采样周期内风电机组的实时上网功率的功率均值，
功率区间确定子模块，确定计算得到的功率均值所属的预设上网功率区间，
损耗确定子模块，确定与所述预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值，将所确定的预设估测损耗功率值确定为与计算得到的功率均值对应的估测损耗功率值。
12.如权利要求11所述的损耗补偿控制装置，其特征在于，所述损耗补偿控制装置还包括：对应关系确定模块，预先确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系，以基于预先确定的对应关系来确定与所述预设上网功率区间对应的预设估测损耗功率值。
13.如权利要求12所述的损耗补偿控制装置，其特征在于，对应关系确定模块通过以下方式确定多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系：
根据风电机组在每个采样周期的电磁功率与实时上网功率确定风电机组的理论总损耗功率值，
确定风电机组在每个采样周期的实测损耗功率值，
根据所确定的理论总损耗功率值与实测损耗功率值，获得在每个采样周期的与实时上网功率对应的估测损耗功率值，
确定各采样周期的实时上网功率所属的预设上网功率区间，
针对每个预设上网功率区间，计算该预设上网功率区间内的各实时上网功率所对应的估测损耗功率值的估测损耗平均值，将计算得到的估测损耗平均值作为预设估测损耗功率值，以获得多个预设上网功率区间与多个预设估测损耗功率值之间的对应关系。
14.如权利要求13所述的损耗补偿控制装置，其特征在于，对应关系确定模块基于风电机组的最小上网功率和额定功率，以预定功率步长为间隔来获得所述多个预设上网功率区间，
和/或，理论总损耗功率值为电磁功率与上网功率的差值，电磁功率为电磁扭矩与发电机转速的乘积。
15.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1至7中任意一项所述的风电机组的损耗补偿控制方法。
16.一种计算装置，其特征在于，所述计算装置包括：
处理器；
存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至7中任意一项所述的风电机组的损耗补偿控制方法。
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