CN112180157B - 风电机组发电量计量方法及基于其的智能分析方法和系统 - Google Patents

风电机组发电量计量方法及基于其的智能分析方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种风电机组发电量计量方法及基于其的智能分析方法和系统,属于风电机组领域,计量方法包括如下步骤:1)采用高精度采样通道,对采集的三相电压和三相电流进行变换;2)采用基于瞬时功率理论的计算方法计算机组的实时功率,以极小的时间t为周期,轮流执行功率计算;3)对瞬时功率的计算进行小功率扰动的判断;4)在每个采样区间内,将计算得到的瞬时功率值对时间进行积分,得到该采样区间内的发电量值。本发明通过精确的功率计量,消除了三相不平衡带来的误差及小功率扰动,可直接计算得到日发电量,简化了机组主控系统的处理,能精确有效地得到机组的发电量值,精确的发电量计量,可以更好地为机组和风电场提供发电量数据。

Description

风电机组发电量计量方法及基于其的智能分析方法和系统
技术领域
本发明涉及风电机组领域,特别是涉及一种风电机组发电量计量方法及基于其的智能分析方法和系统。
背景技术
风电机组发电量是衡量机组性能和风电场发电能力的一个重要指标,目前常用的风机发电量计量方法为,将机组的累积发电量数值传入机组主控,由主控对日发电量进行计算和处理。
目前通用的计量发电量的方法存在以下问题:
1)由机组主控进行日发电量的计算,需要实时将机组的累积发电量送入机组主控,但在计算日发电量(月发电量)时,只需要零点时刻的数值即可,这存在着大量无效数据的传输。
2)常用的功率算法都是使用单个功率公式进行计算,这没有考虑到三相不平衡带来的计算偏差。
3)常用的算法是将所有功率都计入进行发电量计算,这没有考虑到小功率扰动的误差。
因此,设计一种新的精确计算发电量的装置,是有必要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种风电机组发电量计量方法及基于其的智能分析方法和系统,本发明的发电量计量方法使消除了三相不平衡带来的误差及小功率扰动,由装置直接计算得到日发电量,简化了机组主控的处理,能精确有效地得到机组的发电量值。
为解决上述技术问题,本发明提供一种风电机组发电量计量方法,包括如下步骤:
1)采用高精度采样通道,对采集的三相电压和三相电流进行变换;
2)采用基于瞬时功率理论的计算方法计算机组的实时功率,以下公式为分别基于A、B、C三相的功率计算公式:
pa_d=vbaib+vcaic (1)
pb_d=vabia+vcbic (2)
pc_d=vacia+vbcib (3)
其中,式(1)(2)(3)中,pa_d为基于A相的功率值,pb_d为基于B相的功率值,pc_d为基于C相的功率值,vba为B相和A之间的线电压,vab为A相和B相之间的线电压,vbc为B相和C相之间的线电压,vcb为C相和B相之间的线电压,vac为A相和C相之间的线电压,vca为C相和A相之间的线电压,ia为A相电流,ib为B相电流,ic为C相电流;
以上三个功率计算公式以极小的时间t为周期,轮流执行功率计算;
3)对瞬时功率的计算进行小功率扰动的判断:在计算瞬时功率时,实时判断该值是否小于该机组额定功率的x%,如果是,则认为该值为小功率扰动,舍弃;如果不是,则保留;
4)在每个采样区间内,将计算得到的瞬时功率值对时间进行积分,得到该采样区间内的发电量值,将该值与上一个区间内的发电量值相加,得到实时的累积发电量值,以此计算日发电量值或月发电量值,并按日期进行储存,并将计算的日发电量值或月发电量值传输给机组主控系统。
进一步地,所述步骤1)中,高精度采样是指:选择较小的软件采样周期实现高精度采样。
进一步地,所述较小的软件采样周期为0.05ms~0.5ms(此范围可行,采样频率为2k-20k之间)。
进一步地,所述步骤2)中时间t为15ms~30ms。
另一方面,提供一种基于风电机组发电量的智能分析方法,通过对各采集量的判断,结合机组的设计性能,对机组及电网状态进行智能分析和评估,将结果反馈给机组,具体包括:
1)电网状态分析:通过分析采集到的电网的变量,实时对当前电网进行谐波分析、不平衡度分析、闪变分析及频率计算,并判断电网是否处于低电压或高电压穿越状态,实现对电网状态的分析,其中,电网的变量包括电压和电流;
2)发电量分析:从机组调入同等风速下机组的过往的发电量数据,与当下的发电量数据进行对比,分析同等工况下,同样的时间段内,机组发电量和过往发电量的数据是否合理,将分析结果传输给机组的主控系统,所述发电量数据通过所述的风电机组发电量计量方法获得;机组发电量和过往发电量数据是否合理的判断依据为:对比同等工况下,同样的时间段内,机组发电量和过往发电量的数据,以过往发电量为基准,计算差值的百分比,如果差值小于1%,则可认为发电量数据合理,否则,认为不合理。
3)功率曲线分析:通过对实时功率和风速关系进行拟合,得到一条对应时间段内的功率曲线,从机组主控系统调入机组的设计功率曲线,对两条功率曲线进行对比,分析同等工况下,机组的功率是否正常,将分析结果传输给机组;机组的功率是否正常的依据为:以0.5米风速为增长单位,从启动风速开始,每增加0.5米风速,实时对比设计功率曲线和实际功率曲线,以设计功率曲线为基准,计算差值的百分比,如差值小于5%,则可认为该风况下,功率符合设计要求。在所有对比点中,差值超出5%的点不多于3个,则认为该机组功率基本符合设计,同时也需要对不符合的功率点进行优化调整。
4)机组状态评估:从机组调入发电机转速数据,结合机组的实时功率,判断机组的状态:如果实际功率达不到设计功率,则机组应该处于限功率状态;如果实际功率为0,而根据风速判断此时机组可以并网发电,则机组应该处于维护或者故障状态;如果实际功率和设计功率接近,偏差较小,则机组应该为正常并网发电;
以上状态均进行实时判断,并实时发送给机组。
进一步地,还包括损失电量评估,根据步骤4)判断机组处于限功率状态时,则独立计量限功率时机组的发电量,并与由机组主控传入的同等风速下的过往发电量进行对比,从而得到限功率时机组的损失电量,并将该损失电量数据反馈给机组,实现机组限功率运行时的智能分析。
再一方面,提供一种风电机组的智能分析系统,包括:包括采样单元、计算控制单元、通讯单元、输出单元及供电单元,其中:
所述采样单元用于以较小采样周期从机组采集三相电压和三相电流并进行变换(包括对采集量进行滤波及模数转换的过程),并采样值输入到计算控制单元;
所述计算控制单元用于对采集的数据进行处理和计算,所述处理和计算包括所述的风电机组发电量计量方法对发电量的计算,实现发电量的精确计算;
所述通讯单元,用于实现与主控之间的通讯,实现数据交换,从机组获取需要的数据(风速、转速、功率曲线、过往发电量等),同时将发电量数据和智能分析结果,传输给机组主控;
所述输出单元为开关继电器,用于将开关信号通过继电器动作传输给机组电控系统;
所述供电单元,用于为其他各单元的正常运行提供电力供应,可通过机组进行供电,保证装置各部分供电正常。
进一步地,所述计算控制单元的计算和处理还包括:
1)电网状态分析:通过分析采集到的电网的变量,实时对当前电网进行谐波分析、不平衡度分析、闪变分析及频率计算,并判断电网是否处于低电压或高电压穿越状态,实现对电网状态的分析,其中,电网的变量包括电压和电流;
2)发电量分析:从机组调入同等风速下机组的过往的发电量数据,与当下的发电量数据进行对比,分析同等工况下,同样的时间段内,机组发电量是否合理,将分析结果传输给机组的主控系统;机组发电量和过往发电量数据是否合理的判断依据为:对比同等工况下,同样的时间段内,机组发电量和过往发电量的数据,以过往发电量为基准,计算差值的百分比,如果差值小于1%,则可认为发电量数据合理,否则,认为不合理。
3)功率曲线分析:通过对实时功率和风速关系进行拟合,得到一条对应时间段内的功率曲线,从机组主控系统调入机组的设计功率曲线,对两条功率曲线进行对比,分析同等工况下,机组的功率是否正常,将分析结果传输给机组;机组的功率是否正常的判断依据为:以0.5米风速为增长单位,从启动风速开始,每增加0.5米风速,实时对比设计功率曲线和实际功率曲线,以设计功率曲线为基准,计算差值的百分比,如差值小于5%,则可认为该风况下,功率符合设计要求。在所有对比点中,差值超出5%的点不多于3个,则认为该机组功率基本符合设计,同时也需要对不符合的功率点进行优化调整。
4)机组状态评估:从机组调入发电机转速数据,结合机组的实时功率,判断机组的状态:如果实际功率达不到设计功率,则机组应该处于限功率状态;如果实际功率为0,而根据风速判断此时机组可以并网发电,则机组应该处于维护或者故障状态;如果实际功率和设计功率接近,偏差较小,则机组应该为正常并网发电。
进一步地,所述计算控制单元的计算和处理还包括损失电量评估:当判断机组处于限功率状态时,则独立计量限功率时机组的发电量,并与由机组主控传入的同等风速下的过往发电量进行对比,从而得到限功率时机组的损失电量,并将该损失电量数据反馈给机组,实现机组限功率运行时的智能分析。
进一步地,还包括存储卡,用于存储至少一年的数据。
通过以上硬件和软件设计,本装置可以为机组提供精确的发电量计量,及综合的电网和机组状态的智能分析,协助机组实现智能控制及运维。
采用这样的设计后,本发明至少具有以下优点:
1)本发明提出了一种风电机组发电量计量方法,通过精确的功率计量,消除了三相不平衡带来的误差及小功率扰动,可直接计算得到日发电量,简化了机组主控系统的处理,能精确有效地得到机组的发电量值,精确的发电量计量,可以更好地为机组和风电场提供发电量数据。
2)本发明还提供一种更全面的智能分析系统和方法:通过对各采集量的判断,结合机组的设计性能,可实现电网状态分析、发电量分析、功率曲线分析、机组状态评估、损失电量评估等。全面的智能分析,可为机组提供精准的电网及机组状态智能分析结果,协助机组实现智能控制和运维。
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是本发明的风电机组发电量计量方法的瞬时功率计算流程示意图;
图2是本发明的风电机组发电量计量方法的小功率判断及发电量计算控制流程示意图;
图3是本发明的风电机组发电量计量方法的发电量计算控制流程
图4是本发明的风电机组的智能分析系统的部件连接结构示意图;
图5是本发明的风电机组的智能分析系统的功能示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域技术人员。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明提供一种风电机组发电量计量方法的实施例,如图1至图5所示,计量方法包括如下步骤:
1)采用高精度采样通道,对采集的三相电压和三相电流进行变换;高精度采样是指:选择较小的软件采样周期实现高精度采样。较小的软件采样周期可以为0.05ms~0.5ms,采样频率为2k-20k之间。
2)采用基于瞬时功率理论的计算方法计算机组的实时功率,以下公式为分别基于A、B、C三相的功率计算公式:
pa_d=vbaib+vcaic (1)
pb_d=vabia+vcbic (2)
pc_d=vacia+vbcib (3)
其中,式(1)(2)(3)中,pa_d为基于A相的功率值,pb_d为基于B相的功率值,pc_d为基于C相的功率值,vba为B相和A之间的线电压,vab为A相和B相之间的线电压,vbc为B相和C相之间的线电压,vcb为C相和B相之间的线电压,vac为A相和C相之间的线电压,vca为C相和A相之间的线电压,ia为A相电流,ib为B相电流,ic为C相电流。
以上三个功率计算公式以极小的时间t为周期,t可以为15ms~30ms(例如20ms),轮流执行功率计算;
3)对瞬时功率的计算进行小功率扰动的判断:在计算瞬时功率时,实时判断该值是否小于该机组额定功率的x%,如果是,则认为该值为小功率扰动,舍弃;如果不是,则保留;
4)在每个采样区间内,将计算得到的瞬时功率值对时间进行积分,得到该采样区间内的发电量值,将该值与上一个区间内的发电量值相加,得到实时的累积发电量值,以此计算日发电量值或月发电量值,并按日期进行储存,并将计算的日发电量值或月发电量值传输给机组主控系统。
本发明的风电机组发电量计量方法的一个实施例可以为:
1)采用高精度采样通道,对采集的三相电压和三相电流进行变换。
2)选择较小的软件采样周期(如0.1ms,则采样频率为10k),实现高精度采样。
3)采用基于瞬时功率理论的计算方法计算机组的实时功率,以下公式为分别基于A、B、C三相的功率计算公式:
pa_d=vbaib+vcaic (1)
pb_d=vabia+vcbic (2)
pc_d=vacia+vbcib (3)
4)为了降低三相之间的不平衡对功率计算的影响,以上三个功率计算公式以极小的时间t为周期(如选择t为20ms),轮流执行功率计算。
5)小功率扰动的判断。在计算瞬时功率时,实时判断该值是否小于该机组额定功率的x%(如1%),如果是,则认为该值为小功率扰动,舍弃。如果不是,则保留。
6)在每个采样区间内,将计算得到的瞬时功率值对时间进行积分,得到该采样区间内的发电量值,将该值与上一个区间内的发电量值相加,得到实时的累积发电量值。
7)在每天24:00时刻(装置每天要和机组主控系统进行对时),将该时刻的累积发电量值减去上一天24:00时刻的累积发电量值,得到当天的日发电量值,将计算后的日发电量值及对应的日期进行存储,并传输给机组主控。(同理可得到月发电量值)
另一方面,提供一种基于风电机组发电量的智能分析方法,通过对各采集量(电压、电流、功率、风速等)的判断,结合机组的设计性能,可以对机组及电网状态进行智能分析和评估,将结果反馈给机组,可协助机组实现智能控制和运维。分析策略具体包括:
1)电网状态分析:通过分析采集到的电网的变量(电压和电流等),可以实时对当前电网进行谐波分析(至少分析到50次谐波,可设置选择谐波次数)、不平衡度分析、闪变分析及频率计算,并判断电网是否处于低电压或高电压穿越状态,可实现对电网状态的分析,其中;
2)发电量分析:从机组调入同等风速下机组的过往的发电量数据,与当下的发电量数据进行对比,分析同等工况下,同样的时间段内,机组发电量和过往发电量数据是否合理,可以将分析结果传输给机组的主控系统,发电量数据通过所述的风电机组发电量计量方法获得;
机组发电量和过往发电量数据是否合理的判断依据为:对比同等工况下,同样的时间段内,机组发电量和过往发电量的数据,以过往发电量为基准,计算差值的百分比,如果差值小于1%,则可认为发电量数据合理,否则,认为不合理。
3)功率曲线分析:通过对实时功率和风速关系进行拟合,得到一条对应时间段(如每月)内的功率曲线,从机组主控系统调入机组的设计功率曲线,对两条功率曲线进行对比,可以分析同等工况下,机组的功率是否正常,将分析结果传输给机组;
机组的功率是否正常的判断依据为:以0.5米风速为增长单位,从启动风速开始,每增加0.5米风速,实时对比设计功率曲线和实际功率曲线,以设计功率曲线为基准,计算差值的百分比,如差值小于5%,则可认为该风况下,功率符合设计要求。在所有对比点中,差值超出5%的点不多于3个,则认为该机组功率基本符合设计,同时也需要对不符合的功率点进行优化调整。
4)机组状态评估:从机组调入发电机转速数据,结合机组的实时功率,判断机组的状态:如果实际功率达不到设计功率,则机组应该处于限功率状态;如果实际功率为0,而根据风速判断此时机组可以并网发电,则机组应该处于维护或者故障状态;如果实际功率和设计功率接近,偏差较小,则机组应该为正常并网发电;
以上状态均进行实时判断,并实时发送给机组。
进一步地,还包括损失电量评估,根据步骤4)判断如果机组处于限功率状态时,则独立计量限功率时机组的发电量,并与由机组主控传入的同等风速下的过往发电量进行对比,从而得到限功率时机组的损失电量,并将该损失电量数据反馈给机组,实现机组限功率运行时的智能分析。
再一方面,提供一种风电机组的智能分析系统,包括:包括采样单元、计算控制单元、通讯单元、输出单元及供电单元,其中:
所述采样单元用于以较小采样周期从机组采集三相电压和三相电流并进行变换(包括对采集量进行滤波及模数转换的过程),并输入到计算控制单元;
所述计算控制单元为整个装置的核心,主要功能为对采集的数据进行处理和计算,同时实现电网和机组的智能分析,处理和计算包括所述的风电机组发电量计量方法对发电量的计算;
所述通讯单元,用于实现与主控之间的通讯,实现数据交换,从机组获取需要的数据,同时将发电量数据和智能分析结果,传输给机组主控;
所述输出单元为开关继电器,用于将开关信号通过继电器动作传输给机组电控系统;
所述供电单元,用于为其他各单元的正常运行提供电力供应。主要部件为开关电源,可外接机组230VAC,也可接24-36VDC。
本发明的分析系统的防护等级至少满足I P32,背面装有导轨,可以安装到机组塔底的控制柜内。
进一步地,所述计算控制单元还可实现电网状态分析、发电量分析、功率曲线分析、机组状态评估、损失电量评估等智能分析:
1)电网状态分析:通过分析采集到的电网的变量,实时对当前电网进行谐波分析(至少分析到50次谐波,可设置选择谐波次数)、不平衡度分析、闪变分析及频率计算,并判断电网是否处于低电压或高电压穿越状态,实现对电网状态的分析,其中,电网的变量包括电压和电流;
2)发电量分析:从机组调入同等风速下机组的过往的发电量数据,与当下的发电量数据进行对比,分析同等工况下,同样的时间段内,机组发电量和过往发电量数据是否合理,将分析结果传输给机组的主控系统;
机组发电量和过往发电量数据是否合理的判断依据为:对比同等工况下,同样的时间段内,机组发电量和过往发电量的数据,以过往发电量为基准,计算机组发电量和过往发电量的数据差值的百分比,如果差值小于1%,则可认为发电量数据合理,否则,认为不合理。
3)功率曲线分析:通过对实时功率和风速关系进行拟合,可以得到一条对应时间段内的功率曲线,从机组主控系统调入机组的设计功率曲线,对两条功率曲线进行对比,分析同等工况下,机组的功率是否正常,将分析结果传输给机组;
机组的功率是否正常是否合理的判断依据为:以0.5米风速为增长单位,从启动风速开始,每增加0.5米风速,实时对比设计功率曲线和实际功率曲线,以设计功率曲线为基准,计算差值的百分比,如差值小于5%,则可认为该风况下,功率符合设计要求。在所有对比点中,差值超出5%的点不多于3个,则认为该机组功率基本符合设计,同时也需要对不符合的功率点进行优化调整。
4)机组状态评估:从机组调入发电机转速数据,结合机组的实时功率,判断机组的状态:如果实际功率达不到设计功率,则机组应该处于限功率状态;如果实际功率为0,而根据风速判断此时机组可以并网发电,则机组应该处于维护或者故障状态;如果实际功率和设计功率接近,偏差较小(例如:小于5%,)则机组应该为正常并网发电。
进一步地,所述计算控制单元的计算和处理还包括损失电量评估:当判断机组处于限功率状态时,则可以独立计量限功率时机组的发电量,并与由机组主控传入的同等风速下的过往发电量进行对比,从而得到限功率时机组的损失电量,并将该损失电量数据反馈给机组,实现机组限功率运行时的智能分析。
进一步地,还包括存储卡,用于存储至少一年的数据,至少为128G的存储卡。在停机或者待机时,可随时通过电脑读取该存储卡中的数据。
本发明的分析系统与机组的电控系统连接,进行数据交换。
电网状态分析、发电量分析、功率曲线分析、机组状态评估、损失电量评估等是机组和风电场应该具备的分析功能,但现有技术中这些功能较为分散,且不具备智能分析能力,且主要依靠机组主控或者风电场中控来实现,这增加了机组主控和风电场中控的处理压力。
而本发明的智能分析系统,并没有独立的装置来综合实现。
现有技术中,电网状态分析、发电量分析、功率曲线分析、机组状态评估、损失电量评估等功能比较分散,且多依靠机组和风电场实现没有同时具备以上分析功能的独立的智能装置。
本发明的智能分析系统通过采样单元、计算控制单元、通讯单元、输出单元及供电单元五个部分实现硬件和软件设计,能直接计算得到日发电量,可以为机组提供精确的发电量计量,及综合的电网和机组状态的分析,简化了机组主控的处理压力。并能通过在限功率时实时计量发电量,可以得到限功率时的实际损失电量,由此可进行限功率下的智能分析,数据更加精确。解决了现有技术中发电量计量不准确和功能分析模块分散的问题。
本发明消除了三相不平衡带来的误差及小功率扰动,解决了发电量计量不准确的问题,由分析系统直接计算得到日发电量,简化了机组主控的处理压力。同时能进行电网状态分析、发电量分析、功率曲线分析、机组状态评估、损失电量评估等,为机组提供了综合的智能分析,解决了机组的处理压力。
综上所述,本发明提出了一种风电机组发电量计量方法,通过精确的功率计量,消除了三相不平衡带来的误差及小功率扰动,可直接计算得到日发电量,简化了机组主控系统的处理,能精确有效地得到机组的发电量值,精确的发电量计量,可以更好地为机组和风电场提供发电量数据。本发明还提供一种更全面的智能分析系统和方法:通过对各采集量的判断,结合机组的设计性能,可实现电网状态分析、发电量分析、功率曲线分析、机组状态评估、损失电量评估等。全面的智能分析,可为机组提供精准的电网及机组状态智能分析结果,协助机组实现智能控制和运维。
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 (10)

1.一种风电机组发电量计量方法,其特征在于,包括如下步骤:
1)采用高精度采样通道,对采集的三相电压和三相电流进行变换;
2)采用基于瞬时功率理论的计算方法计算机组的实时功率,以下公式为分别基于A、B、C三相的功率计算公式:
pa_d=vbaib+vcaic (1)
pb_d=vabia+vcbic (2)
pc_d=vacia+vbcib (3)
其中,式(1)(2)(3)中,pa_d为基于A相的功率值,pb_d为基于B相的功率值,pc_d为基于C相的功率值,vba为B相和A之间的线电压,vab为A相和B相之间的线电压,vbc为B相和C相之间的线电压,vcb为C相和B相之间的线电压,vac为A相和C相之间的线电压,vca为C相和A相之间的线电压,ia为A相电流,ib为B相电流,ic为C相电流;
以上三个功率计算公式以极小的时间t为周期,轮流执行功率计算;
3)对瞬时功率的计算进行小功率扰动的判断:在计算瞬时功率时,实时判断该值是否小于该机组额定功率的x%,如果是,则认为该值为小功率扰动,舍弃;如果不是,则保留;
4)在每个采样区间内,将计算得到的瞬时功率值对时间进行积分,得到该采样区间内的发电量值,将该值与上一个区间内的发电量值相加,得到实时的累积发电量值,以此计算日发电量值或月发电量值,并按日期进行储存,并将计算的日发电量值或月发电量值传输给机组主控系统。
2.根据权利要求1所述的风电机组发电量计量方法,其特征在于,所述步骤1)中,高精度采样是指:选择较小的软件采样周期实现高精度采样。
3.根据权利要求2所述的风电机组发电量计量方法,其特征在于,所述较小的软件采样周期为0.05ms~0.5ms。
4.根据权利要求1至3任一所述的风电机组发电量计量方法,其特征在于,所述步骤2)中时间t为15ms~30ms。
5.一种基于风电机组发电量的智能分析方法,其特征在于,通过对各采集量的判断,结合机组的设计性能,对机组及电网状态进行智能分析和评估,将结果反馈给机组,具体包括:
1)电网状态分析:通过分析采集到的电网的变量,实时对当前电网进行谐波分析、不平衡度分析、闪变分析及频率计算,并判断电网是否处于低电压或高电压穿越状态,实现对电网状态的分析,其中,电网的变量包括电压和电流;
2)发电量分析:从机组调入同等风速下机组的过往的发电量数据,与当下的发电量数据进行对比,分析同等工况下,同样的时间段内,机组发电量和过往发电量是否合理,将分析结果传输给机组的主控系统,所述发电量数据通过权利要求1至4任一所述的风电机组发电量计量方法获得;
3)功率曲线分析:通过对实时功率和风速关系进行拟合,得到一条对应时间段内的功率曲线,从机组主控系统调入机组的设计功率曲线,对两条功率曲线进行对比,分析同等工况下,机组的功率是否正常,将分析结果传输给机组;
4)机组状态评估:从机组调入发电机转速数据,结合机组的实时功率,判断机组的状态:如果实际功率达不到设计功率,则机组应该处于限功率状态;如果实际功率为0,而根据风速判断此时机组可以并网发电,则机组应该处于维护或者故障状态;如果实际功率和设计功率接近,偏差较小,则机组应该为正常并网发电;
以上状态均进行实时判断,并实时发送给机组。
6.根据权利要求5所述的基于风电机组发电量的智能分析方法,其特征在于,所述步骤2)中,判断机组发电量和过往发电量是否合理的依据为:以过往发电量为基准,计算机组发电量和过往发电量差值的百分比,如果差值小于1%,则可认为发电量数据合理,否则,认为不合理;
和/或,所述步骤3)中,判断机组的功率是否正常的依据为:以0.5米风速为增长单位,从启动风速开始,每增加0.5米风速,实时对比设计功率曲线和实际功率曲线,以设计功率曲线为基准,计算差值的百分比,如差值小于5%,则可认为该风况下,功率符合设计要求;在所有对比点中,差值超出5%的点不多于3个,则认为该机组功率基本符合设计,同时对不符合的功率点进行优化调整。
7.根据权利要求5或6所述的基于风电机组发电量的智能分析方法,其特征在于,还包括损失电量评估,根据步骤4)判断机组处于限功率状态时,则独立计量限功率时机组的发电量,并与由机组主控传入的同等风速下的过往发电量进行对比,从而得到限功率时机组的损失电量,并将该损失电量数据反馈给机组,实现机组限功率运行时的智能分析。
8.一种风电机组的智能分析系统,其特征在于,包括:包括采样单元、计算控制单元、通讯单元、输出单元及供电单元,其中:
所述采样单元用于以较小采样周期从机组采集三相电压和三相电流并进行变换,包括对采集量进行滤波及模数转换的过程,并输入到计算控制单元;
所述计算控制单元用于对采集的数据进行处理和计算,所述处理和计算包括权利要求1至4任一所述的风电机组发电量计量方法对发电量的计算;
所述通讯单元,用于实现与主控之间的通讯,实现数据交换,从机组获取需要的数据,同时将发电量数据和智能分析结果,传输给机组主控;
所述输出单元为开关继电器,用于将开关信号通过继电器动作传输给机组电控系统;
所述供电单元,用于为其他各单元的正常运行提供电力供应。
9.根据权利要求8所述的风电机组的智能分析系统,其特征在于,所述计算控制单元的计算和处理还包括:
1)电网状态分析:通过分析采集到的电网的变量,实时对当前电网进行谐波分析、不平衡度分析、闪变分析及频率计算,并判断电网是否处于低电压或高电压穿越状态,实现对电网状态的分析,其中,电网的变量包括电压和电流;
2)发电量分析:从机组调入同等风速下机组的过往的发电量数据,与当下的发电量数据进行对比,分析同等工况下,同样的时间段内,机组发电量和过往发电量的数据是否合理,将分析结果传输给机组的主控系统;
3)功率曲线分析:通过对实时功率和风速关系进行拟合,得到一条对应时间段内的功率曲线,从机组主控系统调入机组的设计功率曲线,对两条功率曲线进行对比,分析同等工况下,机组的功率是否正常,将分析结果传输给机组;
4)机组状态评估:从机组调入发电机转速数据,结合机组的实时功率,判断机组的状态:如果实际功率达不到设计功率,则机组应该处于限功率状态;如果实际功率为0,而根据风速判断此时机组可以并网发电,则机组应该处于维护或者故障状态;如果实际功率和设计功率接近,偏差较小,小于5%,则机组应该为正常并网发电。
10.根据权利要求8所述的风电机组的智能分析系统,其特征在于,所述计算控制单元的计算和处理还包括损失电量评估:当判断机组处于限功率状态时,则独立计量限功率时机组的发电量,并与由机组主控传入的同等风速下的过往发电量进行对比,从而得到限功率时机组的损失电量,并将该损失电量数据反馈给机组,实现机组限功率运行时的智能分析;
和/或,还包括存储卡,用于存储至少一年的数据。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201011520Y (zh) * 2007-01-29 2008-01-23 北京双目佳测控技术有限责任公司 三相电能表
CN101858312A (zh) * 2010-05-31 2010-10-13 重庆大学 风力发电机组实时运行状态评估系统及评估方法
CN103091551A (zh) * 2013-01-11 2013-05-08 上海申瑞继保电气有限公司 单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法
CN103161668A (zh) * 2013-02-21 2013-06-19 上海交通大学 智能风电机组工况辨识系统及方法
CN104793067A (zh) * 2014-01-20 2015-07-22 国家电网公司 用于风电场功率调节和电能质量的评估系统及其评估方法
CN105515061A (zh) * 2016-01-25 2016-04-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种风电机组有功功率控制方法和系统
CN106160003A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种并网型风光联合发电系统的电能计量系统及方法
CN206096259U (zh) * 2016-10-19 2017-04-12 龙源(北京)风电工程技术有限公司 一种风力发电机组双向电能计量装置及风力发电机组
CN107798462A (zh) * 2017-09-19 2018-03-13 科诺伟业风能设备(北京)有限公司 一种风电场风力发电机组运行异常监测与性能评估系统
CN108252873A (zh) * 2017-05-18 2018-07-06 北京铭峰科技有限公司 一种风力发电机组在线数据监测及其性能评估的系统
CN111089991A (zh) * 2020-02-10 2020-05-01 华立科技股份有限公司 电能的计量方法、装置和电能表

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102116843A (zh) * 2010-01-05 2011-07-06 华北电力科学研究院有限责任公司 发电机组调节器特性监测分析的方法、设备及系统
CN110649824A (zh) * 2019-09-06 2020-01-03 国网湖北省电力有限公司电力科学研究院 一种配电网多电能质量治理装置协调控制效果测试源电路

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201011520Y (zh) * 2007-01-29 2008-01-23 北京双目佳测控技术有限责任公司 三相电能表
CN101858312A (zh) * 2010-05-31 2010-10-13 重庆大学 风力发电机组实时运行状态评估系统及评估方法
CN103091551A (zh) * 2013-01-11 2013-05-08 上海申瑞继保电气有限公司 单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法
CN103161668A (zh) * 2013-02-21 2013-06-19 上海交通大学 智能风电机组工况辨识系统及方法
CN104793067A (zh) * 2014-01-20 2015-07-22 国家电网公司 用于风电场功率调节和电能质量的评估系统及其评估方法
CN105515061A (zh) * 2016-01-25 2016-04-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种风电机组有功功率控制方法和系统
CN106160003A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 一种并网型风光联合发电系统的电能计量系统及方法
CN206096259U (zh) * 2016-10-19 2017-04-12 龙源(北京)风电工程技术有限公司 一种风力发电机组双向电能计量装置及风力发电机组
CN108252873A (zh) * 2017-05-18 2018-07-06 北京铭峰科技有限公司 一种风力发电机组在线数据监测及其性能评估的系统
CN107798462A (zh) * 2017-09-19 2018-03-13 科诺伟业风能设备(北京)有限公司 一种风电场风力发电机组运行异常监测与性能评估系统
CN111089991A (zh) * 2020-02-10 2020-05-01 华立科技股份有限公司 电能的计量方法、装置和电能表

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