CN112879216A - 风电场的风速修正方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风电场的风速修正方法和装置，风电场包括多台风力发电机组，该风速修正方法包括：获取多台风力发电机组的运行数据；根据所获取的运行数据，识别多台风力发电机组中风速检测正常的第一风力发电机组和风速检测异常的第二风力发电机组；基于第二风力发电机组与第一风力发电机组之间的风速差异，确定针对第二风力发电机组的风速修正系数；利用所确定的风速修正系数对第二风力发电机组的风速进行修正。采用本发明示例性实施例的风电场的风速修正方法和装置，能够有效判定各风力发电机组之间风速测量的一致性和偏差大小，并进行相应的风速修正。

Description

风电场的风速修正方法和装置
技术领域
本发明总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种风电场的风速修正方法和装置。
背景技术
目前，在风力发电机组的机舱上端都设置一个或者多个机舱风速仪，由于受叶轮尾端扰流、尾流等因素的影响，机舱风速仪实际测量的风速并非叶轮前端真实的来流风速，所以需要对机舱风速仪测量的风速进行修正，以还原真实的来流风速。
由于影响因素众多且错综复杂，很难找到准确的修正因子对机舱风速仪实际测量的风速进行修正还原。对于一个包含多台风力发电机组的复杂地形的风电场来说，各个机位点的影响因素并非完全相同，理论上各个机位点的修正因子也不完全相同。但是，目前风电场中的所有风力发电机组均采用固定的修正因子进行机舱风速仪测风修正，这会导致全场机舱风速仪的测风与真实的来流风速偏差较大，全场风力发电机组的机舱风速仪测风一致性较差，进而影响到全场风力发电机组功率曲线的一致性以及对风力发电机组真实功率曲线的客观评价。
此外，目前判断风力发电机组的风速测量是否准确的方法仅限在单台风力发电机组之内，没有进行全场风力发电机组之间的横向一致性对标。并且目前还仅是采用机舱风速仪的测量风速进行表面的风速测量偏差判定，没有结合风力发电机组真实的出力情况进行机舱风速仪测风与真实的来流风速偏差判定。
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场的风速修正方法和装置，以克服上述至少一个缺陷。
在一个总体方面，提供一种风电场的风速修正方法，所述风电场包括多台风力发电机组，所述风速修正方法包括：获取所述多台风力发电机组的运行数据；根据所获取的运行数据，识别所述多台风力发电机组中风速检测正常的第一风力发电机组和风速检测异常的第二风力发电机组；基于第二风力发电机组与第一风力发电机组之间的风速差异，确定针对第二风力发电机组的风速修正系数；利用所确定的风速修正系数对第二风力发电机组的风速进行修正。
可选地，所述运行数据可包括风速和转速，其中，所述识别所述多台风力发电机组中风速检测正常的第一风力发电机组和风速检测异常的第二风力发电机组，可包括：基于所述多台风力发电机组的转速-风速曲线，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组，或者，基于所述多台风力发电机组中的每台风力发电机组在多个转速区间下的风速与风速参考值的比较结果，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
可选地，所述运行数据可还包括用于指示机组数据是否可用的标志位，所述风速和转速可为在各风力发电机组处于所述标志位指示的机组数据处于可用状态时获取的风速和转速。
可选地，所述基于所述多台风力发电机组的转速-风速曲线，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组，可包括：按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；针对每台风力发电机组，确定该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的风速均值，以获得该台风力发电机组的用于反映转速区间与风速均值的对应关系的转速-风速曲线；将所有风力发电机组的转速-风速曲线在同一坐标系内进行对比，以识别出第一风力发电机组和第二风力发电机组。
可选地，所述基于所述多台风力发电机组在不同转速区间下的风速与风速参考值的比较，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组，可包括：按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；针对每个转速区间，计算该转速区间内各转速所对应的风速的第一平均值；针对每台风力发电机组，执行以下步骤：计算该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的第二平均值，针对每个转速区间，计算在该转速区间下的第一平均值与第二平均值的差值的绝对值，并根据差值的绝对值与该转速区间所对应的风速参考值的比较结果，来确定该台风力发电机组属于风速检测正常还是风速检测异常。
可选地，根据差值的绝对值与该转速区间所对应的风速参考值的比较结果，来确定该台风力发电机组属于风速检测正常还是风速检测异常的步骤可包括：如果多个转速区间中差值的绝对值大于风速参考值的转速区间的数量大于设定值，则确定该台风力发电机组风速检测异常，并输出用于指示风速检测异常的报警信息，如果所述数量小于或者等于设定值，则确定该台风力发电机组风速检测正常。
可选地，每个转速区间中的任一转速区间所对应的风速参考值可为基于所述任一转速区间内各转速所对应的风速获得的风速方差值。
可选地，所述基于第二风力发电机组与第一风力发电机组之间的风速差异，确定针对第二风力发电机组的风速修正系数，可包括：按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；基于第一风力发电机组的风速，确定每个转速区间所对应的风速基准值；针对每台第二风力发电机组，执行以下步骤：确定在每个转速区间下该台第二风力发电机组的风速与风速基准值的差值，并基于所确定的差值确定该台第二风力发电机组的风速偏差补偿值，根据所确定的风速偏差补偿值来获得针对该台第二风力发电机组的风速修正系数。
可选地，所述基于第一风力发电机组的风速，确定每个转速区间对应的风速基准值，可包括：针对每个转速区间，获取第一风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，并将所获取的风速的平均值确定为该转速区间所对应的风速基准值。
可选地，所述确定在每个转速区间下该台第二风力发电机组的风速与风速基准值的差值，可包括：针对每个转速区间，获取第二风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，计算所获取的风速的平均值，并确定计算得到的平均值与风速基准值的差值，和/或，任一台第二风力发电机组的风速偏差补偿值可为所述任一台第二风力发电机组在所有转速区间内的所述差值的平均值，和/或，针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数可根据所述任一台第二风力发电机组的风速、初始风速修正系数和风速偏差补偿值来确定。
可选地，针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数可通过以下方式来确定：计算所述任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的乘积；计算所述任一台第二风力发电机组的风速与风速偏差补偿值的和；计算所述乘积与所述和的比值，将所述比值确定为针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
可选地，可通过以下方式对每台第二风力发电机组的风速进行修正：针对任一台第二风力发电机组，计算所述任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的比值；计算所述比值与风速修正系数的乘积，将所述乘积确定为所述任一台第二风力发电机组的修正后的风速。
在另一总体方面，提供一种风电场的风速修正装置，所述风电场包括多台风力发电机组，所述风速修正装置包括：运行数据获取模块，获取所述多台风力发电机组的运行数据；机组识别模块，根据所获取的运行数据，识别所述多台风力发电机组中风速检测正常的第一风力发电机组和风速检测异常的第二风力发电机组；修正系数确定模块，基于第二风力发电机组与第一风力发电机组之间的风速差异，确定针对第二风力发电机组的风速修正系数；风速修正模块，利用所确定的风速修正系数对第二风力发电机组的风速进行修正。
可选地，所述运行数据可包括风速和转速，其中，机组识别模块可基于所述多台风力发电机组的转速-风速曲线，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组，或者，机组识别模块可基于所述多台风力发电机组中的每台风力发电机组在多个转速区间下的风速与风速参考值的比较结果，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
可选地，所述运行数据可还包括用于指示机组数据是否可用的标志位，运行数据获取模块获取的风速和转速可为在各风力发电机组处于所述标志位指示的机组数据处于可用状态时获取的风速和转速。
可选地，机组识别模块可包括：第一转速分仓子模块，按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；曲线确定子模块，针对每台风力发电机组，确定该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的风速均值，以获得该台风力发电机组的用于反映转速区间与风速均值的对应关系的转速-风速曲线；第一异常识别子模块，将所有风力发电机组的转速-风速曲线在同一坐标系内进行对比，以识别出第一风力发电机组和第二风力发电机组。
可选地，机组识别模块可包括：第二转速分仓子模块，按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；风速均值计算子模块，针对每个转速区间，计算该转速区间内各转速所对应的风速的第一平均值；第二异常识别子模块，通过以下方式对每台风力发电机组进行识别：计算该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的第二平均值，针对每个转速区间，计算在该转速区间下的第一平均值与第二平均值的差值的绝对值，并根据差值的绝对值与该转速区间所对应的风速参考值的比较结果，来确定该台风力发电机组属于风速检测正常还是风速检测异常。
可选地，如果多个转速区间中差值的绝对值大于风速参考值的转速区间的数量大于设定值，则第二异常识别子模块确定该台风力发电机组风速检测异常，并输出用于指示风速检测异常的告警信息，如果所述数量小于或者等于设定值，则第二异常识别子模块确定该台风力发电机组风速检测正常。
可选地，每个转速区间中的任一转速区间所对应的风速参考值可为基于所述任一转速区间内各转速所对应的风速获得的风速方差值。
可选地，修正系数确定模块可包括：第三转速分仓子模块，按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；风速基准值确定子模块，基于第一风力发电机组的风速，确定每个转速区间所对应的风速基准值；风速修正系数确定子模块，通过以下方式确定针对每台第二风力发电机组的风速修正系数：确定在每个转速区间下该台第二风力发电机组的风速与风速基准值的差值，并基于所确定的差值确定该台第二风力发电机组的风速偏差补偿值，根据所确定的风速偏差补偿值来获得针对该台第二风力发电机组的风速修正系数。
可选地，风速基准值确定子模块可针对每个转速区间，获取第一风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，并将所获取的风速的平均值确定为该转速区间所对应的风速基准值。
可选地，风速修正系数确定子模块可针对每个转速区间，获取第二风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，计算所获取的风速的平均值，并确定计算得到的平均值与风速基准值的差值，和/或，任一台第二风力发电机组的风速偏差补偿值可为所述任一台第二风力发电机组在所有转速区间内的所述差值的平均值，和/或，风速修正系数确定子模块可根据任一台第二风力发电机组的风速、初始风速修正系数和风速偏差补偿值来确定针对所述任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
可选地，风速修正系数确定子模块可通过以下方式来确定针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数：计算所述任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的乘积；计算所述任一台第二风力发电机组的风速与风速偏差补偿值的和；计算所述乘积与所述和的比值，将所述比值确定为针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
可选地，风速修正模块可通过以下方式对每台第二风力发电机组的风速进行修正：针对任一台第二风力发电机组，计算所述任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的比值；计算所述比值与风速修正系数的乘积，将所述乘积确定为所述任一台第二风力发电机组的修正后的风速。
在另一总体方面，提供一种控制器，包括：处理器；输入\输出接口；存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现上述的风电场的风速修正方法。
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，其特征在于，当所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的风电场的风速修正方法。
采用本发明示例性实施例的风电场的风速修正方法和装置，能够有效判定各风力发电机组之间风速测量的一致性和偏差大小，并进行相应的风速修正。
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场的风速修正方法的流程图；
图2示出根据本发明第一示例性实施例的识别第一风力发电机组和第二风力发电机组的步骤的流程图；
图3示出根据本发明示例性实施例的多条转速-风速曲线的对比示意图；
图4示出根据本发明第二示例性实施例的识别第一风力发电机组和第二风力发电机组的步骤的流程图；
图5示出根据本发明示例性实施例的确定针对第二风力发电机组的风速修正系数的步骤的流程图；
图6示出根据本发明示例性实施例的风电场的风速修正装置的框图；
图7示出根据本发明第一示例性实施例的机组识别模块的框图；
图8示出根据本发明第二示例性实施例的机组识别模块的框图；
图9示出根据本发明示例性实施例的修正系数确定模块的框图；
图10示出根据本发明示例性实施例的控制器的框图。
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场的风速修正方法的流程图。
参照图1，在步骤S10中，获取多台风力发电机组的运行数据。
作为示例，运行数据可包括但不限于风速和转速，这里，所获取的风速可为风力发电机组的机舱风速仪实际测量的风速，所获取的转速可为实际测量的转速。
在一优选示例中，运行数据可还包括用于指示机组数据是否可用的标志位，在此情况下，可基于用于指示机组数据是否可用的标志位对所获取的运行数据进行无效数据剔除。
例如，所获取的风速和转速可为在各风力发电机组处于所述标志位指示的机组数据处于可用状态时获取的风速和转速。
在步骤S20中，根据所获取的运行数据，识别多台风力发电机组中风速检测正常的第一风力发电机组和风速检测异常的第二风力发电机组。
针对上述运行数据包括风速和转速的情况，可以通过下面的测风一致性判断方法来基于各风力发电机组的风速和转速，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
在第一实施例中，可基于多台风力发电机组的转速-风速曲线，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
下面参照图2来介绍基于多台风力发电机组的转速-风速曲线，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组的过程。
图2示出根据本发明第一示例性实施例的识别第一风力发电机组和第二风力发电机组的步骤的流程图。
参照图2，在步骤S201中，按照多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间。
作为示例，可以0.5rpm(转/分)或者1rpm为一区间范围来获得多个转速区间。但本发明不限于此，本领域技术人员可以实际需要来调整区间范围的数值以进行转速分仓。
在步骤S202中，获得多台风力发电机组的转速-风速曲线。
例如，针对每台风力发电机组，确定该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的风速均值，以获得该台风力发电机组的用于反映转速区间与风速均值的对应关系的转速-风速曲线。
这里，针对每个转速区间中的任一转速区间，可计算该任一转速区间内各转速所对应的风速的平均值，将计算得到的风速的平均值确定为该任一转速区间对应的风速均值。
在步骤S203中，将所有风力发电机组的转速-风速曲线在同一坐标系内进行对比，以识别出第一风力发电机组和第二风力发电机组。
这里，可利用各种曲线对比和/或数据分析方法来基于多条转速-风速曲线，从多台风力发电机组中识别出风速检测异常的第二风力发电机组，多台风力发电机组中除第二风力发电机组之外的其他机组即为风速检测正常的第一风力发电机组。
在本发明示例性实施例中，基于多台风力发电机组在相同转速区间下对应的风速均值来判定各风力发电机组之间的测风一致性。
对于较复杂多变的风速来说，风力发电机组的转速(即，发电机转速)测量精度高、稳定、不突变、不受外界环境因素影响，准确度非常高。
根据能量守恒定律，风力发电机组在未达到满发、且在不限功率的情况下，发电机转速大小应与实际来流风速大小是一一对应的关系，即，多大的风能转换成多大的动能。基于此，对于具有相同软硬件配置的多台风力发电机组，在发电机转速相同的情况下，对应的有效风速也应该相同。基于上述原理，可以根据每台风力发电机组的发电机转速与风速曲线，分析多台风力发电机组在相同转速区间下每台风力发电机组对应的机舱风速仪测量的风速大小，从而来判定每台风力发电机组之间风速测量的一致性和风速偏差大小。
也就是说，可将在各转速区间下风速均值存在异常的风力发电机组确定为风速检测异常的第二风力发电机组。
图3示出根据本发明示例性实施例的多条转速-风速曲线的对比示意图。
在图3所示的示例中，假设风电场中包含四台风力发电机组(2号、5号、14号、21号)，并将四台风力发电机组的转速-风速曲线放在同一个坐标系内进行对比，四台风力发电机组的转速-风速曲线分别为曲线1～曲线4，横坐标为转速区间，纵坐标为风速均值。
从图3可以看出，21号风力发电机组的风速均值较其他三台风力发电机组明显偏大，表明21号风力发电机组存在风速检测异常，此时，可输出用于指示该风力发电机组存在风速检测异常的告警信息，以由相关人员分析测风异常的原因，并进行测风偏差修正。
在本示例中，可当在至少一个转速区间下任一台风力发电机组的风速均值与其他风力发电机组中的至少一台风力发电机组的风速均值的差值大于设定阈值时，确定该任一台风力发电机组为风速检测异常的第二风力发电机组。但本发明不限于此，也可以在多个转速区间下任一台风力发电机组的风速均值与其他风力发电机组中的至少一台风力发电机组的风速均值的差值大于设定阈值，当差值大于设定阈值的转速区间的数量大于预定值时，确定该任一台风力发电机组为风速检测异常的第二风力发电机组。
在第二实施例中，可基于多台风力发电机组中的每台风力发电机组在多个转速区间下的风速与风速参考值的比较结果，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。在本示例中，也是基于发电机转速与实际来流风速之间所存在的对应关系来识别出存在风速检测异常的第二风力发电机组。
下面参照图4来介绍基于多台风力发电机组在不同转速区间下的风速与风速参考值的比较，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组的过程。
图4示出根据本发明第二示例性实施例的识别第一风力发电机组和第二风力发电机组的步骤的流程图。
参照图4，在步骤S210中，按照多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间。
在步骤S220中，针对每个转速区间，计算该转速区间内各转速所对应的风速的第一平均值。
在步骤S230中，计算每台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的第二平均值。
例如，可通过以下方式来计算任一台风力发电机组在任一转速区间内的风速的第二平均值：获取该任一台风力发电机组在该任一转速区间内各转速所对应的风速，并计算所获取的各风速的平均值，将计算得到的各风速的平均值确定为该任一台风力发电机组在该任一转速区间内的风速的第二平均值。
在步骤S240中，统计在每个转速区间的差值的绝对值同风速参考值的比较结果。
这里，具体可指将在每个转速区间的差值的绝对值与风速参考值进行比较，并统计多个转速区间中差值的绝对值大于风速参考值的转速区间的数量。
例如，针对每个转速区间中的任一转速区间，可计算在该任一转速区间下的第一平均值与第二平均值的差值的绝对值，并将该差值的绝对值与该任一转速区间所对应的风速参考值进行比较。
作为示例，任一转速区间对应的风速参考值可为基于该任一转速区间内各转速所对应的风速获得的风速方差值。
例如，可通过如下方式来获得任一转速区间对应的风速参考值：计算该任一转速区间内各转速所对应的风速的第一平均值，根据该任一转速区间内各转速所对应的风速以及第一平均值获得风速方差值。
作为示例，可利用如下公式来计算任一转速区间对应的风速参考值：
Figure BDA0002295004790000101
公式(1)中，S2表示风速方差值，即，任一转速区间对应的风速参考值，wi表示该任一转速区间内各转速所对应的风速，1≤i≤n，n为该任一转速区间内包括的风速的个数，M表示该任一转速区间的第一平均值。
作为示例，可利用如下公式来计算任一转速区间内各转速所对应的风速的第一平均值：
Figure BDA0002295004790000102
在步骤S250中，根据所统计的比较结果来识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
例如，针对每台风力发电机组，如果多个转速区间中差值的绝对值大于风速参考值的转速区间的数量大于设定值，则确定该台风力发电机组风速检测异常，并输出用于指示风速检测异常的告警信息。如果数量小于或者等于设定值，则确定该台风力发电机组风速检测正常。
在上述两个实施例中，基于转速与风速之间的对应关系来识别出存在风速检测异常的第二风力发电机组。
返回图1，在步骤S30中，基于第二风力发电机组与第一风力发电机组之间的风速差异，确定针对第二风力发电机组的风速修正系数。
也就是说，根据存在风速检测异常的第二风力发电机组与风速检测正常的第一风力发电机组之间的风速差异，来对第二风力发电机组的风速进行修正。
下面参照图5来介绍确定针对第二风力发电机组的风速修正系数的过程。应理解，图5所示的确定风速修正系数的方式仅为示例，本发明不限于此，还可以通过其他方式来确定针对第二风力发电机组的风速修正系数。
图5示出根据本发明示例性实施例的确定针对第二风力发电机组的风速修正系数的步骤的流程图。
参照图5，在步骤S301中，按照多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间。
在步骤S302中，基于第一风力发电机组的风速，确定每个转速区间所对应的风速基准值。
例如，针对每个转速区间，获取第一风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，并将所获取的风速的平均值确定为该转速区间所对应的风速基准值。
在步骤S303中，确定在每个转速区间下第j台第二风力发电机组的风速与风速基准值的差值。
例如，针对每个转速区间，获取第j台第二风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，计算所获取的风速的平均值，并确定计算得到的平均值与风速基准值的差值。
在步骤S304中，基于所确定的差值确定第j台第二风力发电机组的风速偏差补偿值。
作为示例，任一台第二风力发电机组的风速偏差补偿值可为该任一台第二风力发电机组在所有转速区间内的上述差值的平均值。
在步骤S305中，根据所确定的风速偏差补偿值来获得针对第j台第二风力发电机组的风速修正系数。
例如，针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数可根据该任一台第二风力发电机组的风速、初始风速修正系数和风速偏差补偿值来确定。
应理解，当确定风力发电机组存在风速检测异常的情况时，该异常应是一直存在的，基于此，该任一台第二风力发电机组的风速可以指在任一时刻获取的风速，也可以指一段时间内获取的风速的均值。
作为示例，该初始风速修正系数可指已有的对实测风速进行修正的修正系数。
在一优选示例中，针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数可通过以下方式来确定。
计算该任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的乘积；计算该任一台第二风力发电机组的风速与风速偏差补偿值的和；计算上述乘积与和的比值，将计算得到的比值确定为针对该任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
例如，可利用如下公式来计算针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数：
Figure BDA0002295004790000121
公式(3)中，K2表示针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数，W1表示任一台第二风力发电机组的风速，K1表示初始风速修正系数，Δ表示风速偏差补偿值。
在步骤S306中，确定j是否等于m。这里，1≤j≤m，m表示第二风力发电机组的数量，m为大于零的自然数。
如果j不等于m，则执行步骤S307：使得j＝j+1，并返回执行步骤S303。
如果j等于m，则结束上述流程，此时获得了所有第二风力发电机组的风速修正系数。
返回图1，在步骤S40中，利用所确定的风速修正系数对第二风力发电机组的风速进行修正。
例如，可通过以下方式对每台第二风力发电机组进行修正：针对任一台第二风力发电机组，计算该任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的比值；计算比值与风速修正系数的乘积，将计算得到的乘积确定为该任一台第二风力发电机组的修正后的风速。
例如，可利用如下公式来计算针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数：
Figure BDA0002295004790000122
公式(4)中，W2表示任一台第二风力发电机组修正后的风速。
在本发明示例性实施例的风电场的风速修正方法中，通过在相同转速区间下对应的风速值来判定各风力发电机组的测风一致性，同时还进一步获得风速偏差的大小，进而对实测风速进行修正。
图6示出根据本发明示例性实施例的风电场的风速修正装置的框图。
如图6所示，根据本发明示例性实施例的风电场的风速修正装置100包括：运行数据获取模块101、机组识别模块102、修正系数确定模块103和风速修正模块104。
具体说来，运行数据获取模块101获取多台风力发电机组的运行数据。
作为示例，运行数据可包括但不限于风速和转速，这里，所获取的风速可指实际测量的风速和转速。
在一优选示例中，运行数据可还包括用于指示机组数据是否可用的标志位，在此情况下，运行数据获取模块101获取的风速和转速可为在各风力发电机组处于标志位指示的机组数据处于可用状态时获取的风速和转速。
机组识别模块102根据所获取的运行数据，识别多台风力发电机组中风速检测正常的第一风力发电机组和存在风速检测异常的第二风力发电机组。
针对上述运行数据包括风速和转速的情况，机组识别模块102可基于所获取的风速和转速来识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
在第一实施例中，机组识别模块102可基于多台风力发电机组的转速-风速曲线，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
图7示出根据本发明第一示例性实施例的机组识别模块102的框图。
如图7所示，根据本发明第一示例性实施例的机组识别模块102可包括：第一转速分仓子模块21、曲线确定子模块22和第一异常识别子模块23。
具体说来，第一转速分仓子模块21按照多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间。
曲线确定子模块22针对每台风力发电机组，确定该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的风速均值，以获得该台风力发电机组的用于反映转速区间与风速均值的对应关系的转速-风速曲线。
第一异常识别子模块23将所有风力发电机组的转速-风速曲线在同一坐标系内进行对比，以识别出第一风力发电机组和第二风力发电机组。
在第二实施例中，机组识别模块102可基于多台风力发电机组中的每台风力发电机组在多个转速区间下的风速与风速参考值的比较结果，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
图8示出根据本发明第二示例性实施例的机组识别模块102的框图。
如图8所示，根据本发明第二示例性实施例的机组识别模块102可包括：第二转速分仓子模块210、风速均值计算子模块220和第二异常识别子模块230。
具体说来，第二转速分仓子模块210按照多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间。
风速均值计算子模块220针对每个转速区间，计算该转速区间内各转速所对应的风速的第一平均值。
第二异常识别子模块230通过以下方式对每台风力发电机组进行识别。
计算每台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的第二平均值。
例如，第二异常识别子模块230可通过以下方式来计算任一台风力发电机组在任一转速区间内的风速的第二平均值：获取该任一台风力发电机组在该任一转速区间内各转速所对应的风速，并计算所获取的各风速的平均值，将计算得到的各风速的平均值确定为该任一台风力发电机组在该任一转速区间内的风速的第二平均值。
第二异常识别子模块230针对每个转速区间，计算在该转速区间下的第一平均值与第二平均值的差值的绝对值，并根据差值的绝对值与该转速区间所对应的风速参考值的比较结果，来确定该台风力发电机组属于风速检测正常还是风速检测异常。
作为示例，每个转速区间中的任一转速区间对应的风速参考值可为基于任一转速区间内各转速所对应的风速获得的风速方差值。
例如，第二异常识别子模块230可通过如下方式来获得任一转速区间对应的风速参考值：计算该任一转速区间内各转速所对应的风速的第一平均值，根据该任一转速区间内各转速所对应的风速以及第一平均值获得风速方差值。
针对每台风力发电机组，如果多个转速区间中差值的绝对值大于风速参考值的转速区间的数量大于设定值，则第二异常识别子模块230确定该台风力发电机组风速检测异常，并输出用于指示风速检测异常的报警信息，如果数量小于或者等于设定值，则第二异常识别子模块230确定该台风力发电机组风速检测正常。
返回图6，修正系数确定模块103基于第二风力发电机组与第一风力发电机组之间的风速差异，确定针对第二风力发电机组的风速修正系数。
下面参照图9来介绍修正系数确定模块103确定针对第二风力发电机组的风速修正系数的过程，应理解，图9所示的确定风速修正系数的方式仅为示例，本发明不限于此，还可以通过其他方式来确定针对第二风力发电机组的风速修正系数。
图9示出根据本发明示例性实施例的修正系数确定模块103的框图。
如图9所示，根据本发明示例性实施例的修正系数确定模块103可包括：第三转速分仓子模块301、风速基准值确定子模块302和风速修正系数确定子模块303。
具体说来，第三转速分仓子模块301按照多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间。
风速基准值确定子模块302基于第一风力发电机组的风速，确定每个转速区间所对应的风速基准值。
例如，风速基准值确定子模块302针对每个转速区间，获取第一风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，并将所获取的风速的平均值确定为该转速区间所对应的风速基准值。
风速修正系数确定子模块303可通过以下方式确定针对每台第二风力发电机组的风速修正系数：确定在每个转速区间下该台第二风力发电机组的风速与风速基准值的差值，并基于所确定的差值确定该台第二风力发电机组的风速偏差补偿值，根据所确定的风速偏差补偿值来获得针对该台第二风力发电机组的风速修正系数。
例如，风速修正系数确定子模块303可针对每个转速区间，获取第二风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，计算所获取的风速的平均值，并确定计算得到的平均值与风速基准值的差值。
作为示例，任一台第二风力发电机组的风速偏差补偿值可为该任一台第二风力发电机组在所有转速区间内的上述差值的平均值。
在一优选示例中，风速修正系数确定子模块303可根据任一台第二风力发电机组的风速、初始风速修正系数和风速偏差补偿值来确定针对给任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
例如，风速修正系数确定子模块303可通过以下方式来确定针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
计算任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的乘积；计算该任一台第二风力发电机组的风速与风速偏差补偿值的和；计算上述乘积与和的比值，将计算得到的比值确定为针对该任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
返回图6，风速修正模块104利用所确定的风速修正系数对第二风力发电机组的风速进行修正。
例如，风速修正模块104可通过以下方式对每台第二风力发电机组的风速进行修正。
针对任一台第二风力发电机组，计算任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的比值；计算比值与风速修正系数的乘积，将计算得到的乘积确定为该任一台第二风力发电机组的修正后的风速。
图10示出根据本发明示例性实施例的控制器的框图。
如图10所示，根据本发明示例性实施例的控制器200包括：处理器201、输入\输出接口202和存储器203。
具体说来，存储器203用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器201执行时实现上述的风电场的风速修正方法。该输入\输出接口202用于连接各种输入\输出设备。
这里，图1所示的风电场的风速修正方法可在图10所示的处理器201中执行。也就是说，图6所示的各模块可由数字信号处理器、现场可编程门阵列等通用硬件处理器来实现，也可通过专用芯片等专用硬件处理器来实现，还可完全通过计算机程序来以软件方式实现，例如，可被实现为图10中所示的处理器201中的各个模块。
根据本发明的示例性实施例还提供一种风电场的集群控制系统，该集群控制系统包括风电场中的多台风力发电机组以及控制器，在该控制器中执行图1所示的风电场的风速修正方法，本发明对此部分的内容不再赘述。
应理解，集群控制系统中的控制器与各风力发电机组之间可通过各种通讯方式(例如，MODBUS)来进行数据交互。例如，控制器可从各台风力发电机组获取其各自的风速、转速和指示机组数据可用状态的标志位等运行数据，并利用所获取的运行数据来获得针对存在风速检测异常的风力发电机组的风速修正系数，以对其风速进行修正。
也就是说，可在风电场的集群控制系统的控制器中来执行上述风电场的风速修正方法，控制器在获得针对存在风速检测异常的风力发电机组的风速修正系数之后，将各风速修正系数分别下发到对应的风力发电机组的机组控制器，以实现测风偏差修正。
应理解，本发明不限于此，还可在风电场的监控中心的数据处理服务器(或者后台预警系统)中执行上述风电场的风速修正方法，以对存在风速检测异常的风力发电机组的风速进行修正。
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场的风速修正方法的计算机程序。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场的风速修正方法和装置，可以有效判定多台风力发电机组之间的测风一致性问题，对于离散度较高的风力发电机组可以快速输出告警。
此外，根据本发明示例性实施例的风电场的风速修正方法和装置，为现有复杂地形下多台风力发电机组均采用单一修正系数向使用多个修正系数转变，提供数据支撑。此外，还可以通过定期计算的方式，实现定期测风偏差补偿，为复杂地形下全风电场风力发电机组的功率曲线一致性呈现提供了优化方案。
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 (26)

1.一种风电场的风速修正方法，所述风电场包括多台风力发电机组，其特征在于，所述风速修正方法包括：
获取所述多台风力发电机组的运行数据；
根据所获取的运行数据，识别所述多台风力发电机组中风速检测正常的第一风力发电机组和风速检测异常的第二风力发电机组；
基于第二风力发电机组与第一风力发电机组之间的风速差异，确定针对第二风力发电机组的风速修正系数；
利用所确定的风速修正系数对第二风力发电机组的风速进行修正。
2.如权利要求1所述的风速修正方法，其特征在于，所述运行数据包括风速和转速，其中，所述识别所述多台风力发电机组中风速检测正常的第一风力发电机组和风速检测异常的第二风力发电机组，包括：
基于所述多台风力发电机组的转速-风速曲线，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组，或者，
基于所述多台风力发电机组中的每台风力发电机组在多个转速区间下的风速与风速参考值的比较结果，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
3.如权利要求1所述的风速修正方法，其特征在于，所述运行数据还包括用于指示机组数据是否可用的标志位，所述风速和转速为在各风力发电机组处于所述标志位指示的机组数据处于可用状态时获取的风速和转速。
4.如权利要求2所述的风速修正方法，其特征在于，所述基于所述多台风力发电机组的转速-风速曲线，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组，包括：
按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；
针对每台风力发电机组，确定该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的风速均值，以获得该台风力发电机组的用于反映转速区间与风速均值的对应关系的转速-风速曲线；
将所有风力发电机组的转速-风速曲线在同一坐标系内进行对比，以识别出第一风力发电机组和第二风力发电机组。
5.如权利要求2所述的风速修正方法，其特征在于，所述基于所述多台风力发电机组在不同转速区间下的风速与风速参考值的比较，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组，包括：
按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；
针对每个转速区间，计算该转速区间内各转速所对应的风速的第一平均值；
针对每台风力发电机组，执行以下步骤：
计算该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的第二平均值，
针对每个转速区间，计算在该转速区间下的第一平均值与第二平均值的差值的绝对值，并根据差值的绝对值与该转速区间所对应的风速参考值的比较结果，来确定该台风力发电机组属于风速检测正常还是风速检测异常。
6.如权利要求5所述的风速修正方法，其特征在于，根据差值的绝对值与该转速区间所对应的风速参考值的比较结果，来确定该台风力发电机组属于风速检测正常还是风速检测异常的步骤包括：
如果多个转速区间中差值的绝对值大于风速参考值的转速区间的数量大于设定值，则确定该台风力发电机组风速检测异常，并输出用于指示风速检测异常的报警信息，
如果所述数量小于或者等于设定值，则确定该台风力发电机组风速检测正常。
7.如权利要求5所述的风速修正方法，其特征在于，每个转速区间中的任一转速区间所对应的风速参考值为基于所述任一转速区间内各转速所对应的风速获得的风速方差值。
8.如权利要求1所述的风速修正方法，其特征在于，所述基于第二风力发电机组与第一风力发电机组之间的风速差异，确定针对第二风力发电机组的风速修正系数，包括：
按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；
基于第一风力发电机组的风速，确定每个转速区间所对应的风速基准值；
针对每台第二风力发电机组，执行以下步骤：
确定在每个转速区间下该台第二风力发电机组的风速与风速基准值的差值，并基于所确定的差值确定该台第二风力发电机组的风速偏差补偿值，根据所确定的风速偏差补偿值来获得针对该台第二风力发电机组的风速修正系数。
9.如权利要求8所述的风速修正方法，其特征在于，所述基于第一风力发电机组的风速，确定每个转速区间对应的风速基准值，包括：
针对每个转速区间，获取第一风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，并将所获取的风速的平均值确定为该转速区间所对应的风速基准值。
10.如权利要求8所述的风速修正方法，其特征在于，所述确定在每个转速区间下该台第二风力发电机组的风速与风速基准值的差值，包括：
针对每个转速区间，获取第二风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，计算所获取的风速的平均值，并确定计算得到的平均值与风速基准值的差值，
和/或，任一台第二风力发电机组的风速偏差补偿值为所述任一台第二风力发电机组在所有转速区间内的所述差值的平均值，
和/或，针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数根据所述任一台第二风力发电机组的风速、初始风速修正系数和风速偏差补偿值来确定。
11.如权利要求10所述的风速修正方法，其特征在于，针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数通过以下方式来确定：
计算所述任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的乘积；
计算所述任一台第二风力发电机组的风速与风速偏差补偿值的和；
计算所述乘积与所述和的比值，将所述比值确定为针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
12.如权利要求1所述的风速修正方法，其特征在于，通过以下方式对每台第二风力发电机组的风速进行修正：
针对任一台第二风力发电机组，计算所述任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的比值；
计算所述比值与风速修正系数的乘积，将所述乘积确定为所述任一台第二风力发电机组的修正后的风速。
13.一种风电场的风速修正装置，所述风电场包括多台风力发电机组，其特征在于，所述风速修正装置包括：
运行数据获取模块，获取所述多台风力发电机组的运行数据；
机组识别模块，根据所获取的运行数据，识别所述多台风力发电机组中风速检测正常的第一风力发电机组和风速检测异常的第二风力发电机组；
修正系数确定模块，基于第二风力发电机组与第一风力发电机组之间的风速差异，确定针对第二风力发电机组的风速修正系数；
风速修正模块，利用所确定的风速修正系数对第二风力发电机组的风速进行修正。
14.如权利要求13所述的风速修正装置，其特征在于，所述运行数据包括风速和转速，
其中，机组识别模块基于所述多台风力发电机组的转速-风速曲线，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组，或者，
机组识别模块基于所述多台风力发电机组中的每台风力发电机组在多个转速区间下的风速与风速参考值的比较结果，识别第一风力发电机组和第二风力发电机组。
15.如权利要求13所述的风速修正装置，其特征在于，所述运行数据还包括用于指示机组数据是否可用的标志位，运行数据获取模块获取的风速和转速为在各风力发电机组处于所述标志位指示的机组数据处于可用状态时获取的风速和转速。
16.如权利要求14所述的风速修正装置，其特征在于，机组识别模块包括：
第一转速分仓子模块，按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；
曲线确定子模块，针对每台风力发电机组，确定该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的风速均值，以获得该台风力发电机组的用于反映转速区间与风速均值的对应关系的转速-风速曲线；
第一异常识别子模块，将所有风力发电机组的转速-风速曲线在同一坐标系内进行对比，以识别出第一风力发电机组和第二风力发电机组。
17.如权利要求14所述的风速修正装置，其特征在于，机组识别模块包括：
第二转速分仓子模块，按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；
风速均值计算子模块，针对每个转速区间，计算该转速区间内各转速所对应的风速的第一平均值；
第二异常识别子模块，通过以下方式对每台风力发电机组进行识别：
计算该台风力发电机组在每个转速区间内各转速所对应的风速的第二平均值，
针对每个转速区间，计算在该转速区间下的第一平均值与第二平均值的差值的绝对值，并根据差值的绝对值与该转速区间所对应的风速参考值的比较结果，来确定该台风力发电机组属于风速检测正常还是风速检测异常。
18.如权利要求17所述的风速修正装置，其特征在于，如果多个转速区间中差值的绝对值大于风速参考值的转速区间的数量大于设定值，则第二异常识别子模块确定该台风力发电机组风速检测异常，并输出用于指示风速检测异常的报警信息，
如果所述数量小于或者等于设定值，则第二异常识别子模块确定该台风力发电机组风速检测正常。
19.如权利要求17所述的风速修正装置，其特征在于，每个转速区间中的任一转速区间所对应的风速参考值为基于所述任一转速区间内各转速所对应的风速获得的风速方差值。
20.如权利要求13所述的风速修正装置，其特征在于，修正系数确定模块包括：
第三转速分仓子模块，按照所述多台风力发电机组的转速进行分仓，得到多个转速区间；
风速基准值确定子模块，基于第一风力发电机组的风速，确定每个转速区间所对应的风速基准值；
风速修正系数确定子模块，通过以下方式确定针对每台第二风力发电机组的风速修正系数：确定在每个转速区间下该台第二风力发电机组的风速与风速基准值的差值，并基于所确定的差值确定该台第二风力发电机组的风速偏差补偿值，根据所确定的风速偏差补偿值来获得针对该台第二风力发电机组的风速修正系数。
21.如权利要求20所述的风速修正装置，其特征在于，风速基准值确定子模块针对每个转速区间，获取第一风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，并将所获取的风速的平均值确定为该转速区间所对应的风速基准值。
22.如权利要求20所述的风速修正装置，其特征在于，风速修正系数确定子模块针对每个转速区间，获取第二风力发电机组在该转速区间内的各转速所对应的风速，计算所获取的风速的平均值，并确定计算得到的平均值与风速基准值的差值，
和/或，任一台第二风力发电机组的风速偏差补偿值为所述任一台第二风力发电机组在所有转速区间内的所述差值的平均值，
和/或，风速修正系数确定子模块根据任一台第二风力发电机组的风速、初始风速修正系数和风速偏差补偿值来确定针对所述任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
23.如权利要求22所述的风速修正装置，其特征在于，风速修正系数确定子模块通过以下方式来确定针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数：
计算所述任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的乘积；
计算所述任一台第二风力发电机组的风速与风速偏差补偿值的和；
计算所述乘积与所述和的比值，将所述比值确定为针对任一台第二风力发电机组的风速修正系数。
24.如权利要求13所述的风速修正装置，其特征在于，风速修正模块通过以下方式对每台第二风力发电机组的风速进行修正：
针对任一台第二风力发电机组，计算所述任一台第二风力发电机组的风速与初始风速修正系数的比值；
计算所述比值与风速修正系数的乘积，将所述乘积确定为所述任一台第二风力发电机组的修正后的风速。
25.一种控制器，其特征在于，包括：
处理器；
输入\输出接口；
存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现如权利要求1至12中任意一项所述的风电场的风速修正方法。
26.一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12中任意一项所述的风电场的风速修正方法。
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