CN115759823A - 一种风电机组调节能力评估方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种风电机组调节能力评估方法、装置、设备及存储介质，涉及风电机组领域，包括：判断获取的风电机组当前风速是否满足第一工况条件；若是则获取与第一工况条件对应的各评估指标的指标得分；评估指标包括用于对风电机组实时有功和无功调节能力进行评估的指标；基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个评估指标的综合权重，基于变权系数对综合权重进行变权以得到每个评估指标的变权权重；利用变权权重对每个评估指标的指标得分进行加权，并根据加权结果评估风电机组的实时调节能力。本申请将实时有功和无功调节能力的评估指标结合考虑，并在第一工况条件中增加变权系数，实现在不同工况条件下对风电机组实时调节能力的综合评估。
Description
技术领域
本发明涉及风电领域，特别涉及一种风电机组调节能力评估方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
随着我国风电渗透率的逐年提高，风力发电不稳定、间歇性的特点，对电网安全稳定运行的影响将会越来越明显。为确保电网安全，我国风电并网规范要求风机应具备一定的有功、无功调节能力。但受地理环境、气候、电网等外部条件的影响，风机的实际输出功率具有较强的随机性和波动性。合理利用风机自身具有的有功调节能力和无功调节能力，可以降低系统运行成本，提高系统的安全稳定性。当前针对风机有功、无功功率的研究多集中于功率预测、协调优化和控制模式等方面，而对风机实时调节能力评估并不多，导致无法真实评估风机当前的调节能力是否满足电网需求。
现有技术中，关于风电机组调节能力评估有两种方法，一种是通过人工智能算法或相关控制策略调节风电机组有功、无功输出。人工智能算法是通过大量的历史数据，对当前风机能输出的有功、无功进行预测，控制策略是根据电网调度，调节风机的有功、无功参考值，但却将有功、无功调节能力分开考虑。另一种是建立综合评估体系。将风机有功、无功调节能力量化为相关指标，采用层次分析法、模糊综合评价法、灰色系统评估法、数据包络分析法等综合评估方法对其进行评价。但是在不同工况下，风电机组实时调节能力不同、针对同一个评估指标采用同一个权重进行评估是不准确的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种风电机组调节能力评估方法，能够将实时有功调节能力和实时无功调节能力的评估指标结合考虑，并在第一预设工况条件中增加变权系数，实现了在不同工况条件下采用不同权重对风电机组实时调节能力进行综合评估。其具体方案如下：
第一方面，本申请提供了一种风电机组调节能力评估方法，包括：
获取风电机组的当前风速，并判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件；所述第一预设工况条件为所述当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间；
如果是，则获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；所述评估指标包括用于对所述风电机组的实时有功调节能力和实时无功调节能力进行评估的指标；
基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重，并基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述评估指标分别对应的综合权重进行变权操作，以得到每个所述评估指标分别对应的变权权重；
利用所述变权权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
可选的，所述判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件之后，还包括：
如果所述当前风速不满足所述第一预设工况条件，则判断所述当前风速是否满足第二预设工况条件；所述第二预设工况条件为所述当前风速在风机切入风速与风机额定风速之间；
若所述当前风速不满足所述第二预设工况条件，则判定所述当前风速在所述风电机组处于切除状态时的风速范围内，并重新跳转至所述获取风电机组的当前风速的步骤。
可选的，所述判断所述当前风速是否满足第二预设工况条件之后，还包括：
若所述当前风速满足所述第二预设工况条件，则获取所述风电机组的与所述第二预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；
基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重；
利用所述综合权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
可选的，所述基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重，包括：
基于主观赋权法确定每个所述评估指标分别对应的主观权重，并基于客观赋权法确定每个所述评估指标分别对应的客观权重；
基于博弈论确定出所述主观权重和所述客观权重分别在所述综合权重中的占比；
根据所述主观权重和所述客观权重分别在所述综合权重中的占比确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重。
可选的，所述获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分，包括：
获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各二级评估指标的二级指标得分；
基于每个所述二级评估指标分别对应的二级指标得分确定出相应的各一级评估指标分别对应的一级指标得分；所述一级评估指标包括有功调节能力评估指标和无功调节能力评估指标；所述有功调节能力评估指标包括与有功调节能力对应的二级评估指标；所述无功调节能力评估指标包括与无功调节能力对应的二级评估指标。
可选的，所述获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各二级评估指标的二级指标得分，包括：
获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各二级评估指标的当前时刻数据；
确定每个所述二级评估指标分别对应的当前时刻数据与相应的参考数值之间的偏差量；
从预设偏差区间中查找出与所述偏差量对应的偏差区间，并基于所述偏差区间确定出对应的二级指标得分。
可选的，所述基于每个所述二级评估指标分别对应的二级指标得分确定出相应的各一级评估指标分别对应的一级指标得分，包括：
基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述二级评估指标分别对应的二级综合权重；
基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述二级评估指标分别对应的二级综合权重进行变权操作，以得到每个所述二级评估指标分别对应的二级变权权重；
利用所述二级变权权重对每个所述二级评估指标分别对应的二级指标得分进行加权计算，以得到相应的每个所述一级评估指标分别对应的一级指标得分。
第二方面，本申请提供了一种风电机组调节能力评估装置，包括：
条件判断模块，用于获取风电机组的当前风速，并判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件；所述第一预设工况条件为所述当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间；
得分获取模块，用于如果是，则获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；所述评估指标包括用于对所述风电机组的实时有功调节能力和实时无功调节能力进行评估的指标；
权重确定模块，用于基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重，并基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述评估指标分别对应的综合权重进行变权操作，以得到每个所述评估指标分别对应的变权权重；
第一评估模块，用于利用所述变权权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现前述的风电机组调节能力评估方法。
第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述的风电机组调节能力评估方法。
本申请中，获取风电机组的当前风速，并判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件；所述第一预设工况条件为所述当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间；如果是，则获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；所述评估指标包括用于对所述风电机组的实时有功调节能力和实时无功调节能力进行评估的指标；基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重，并基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述评估指标分别对应的综合权重进行变权操作，以得到每个所述评估指标分别对应的变权权重；利用所述变权权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。由此可见，本申请通过将实时有功调节能力和实时无功调节能力对应的评估指标综合考虑，避免了由于将有功调节能力、无功调节能力分开考虑所引起的评估缺乏统一性的问题，并在第一预设工况条件下增加变权系数，实现在不同工况条件下采用不同的权重对风电机组实时调节能力进行综合评估。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请公开的一种风电机组调节能力评估方法流程图；
图2为本申请公开的一种具体的风电机组调节能力评估方法流程图；
图3为本申请公开的一种风电机组实时调节能力评估指标结构图；
图4为本申请公开的一种具体的风电机组调节能力评估方法流程图；
图5为本申请公开的一种风电机组调节能力评估流程图；
图6为本申请公开的一种风电机组调节能力评估装置结构示意图；
图7为本申请公开的一种电子设备结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
当前针对风机有功、无功功率的研究多集中于功率预测、协调优化和控制模式等方面，而对风机实时调节能力评估并不多，导致无法真实评估风机当前的调节能力是否满足电网需求。为此，本申请提供了一种风电机组调节能力评估方法，将实时有功调节能力和实时无功调节能力的评估指标结合考虑，并在第一预设工况条件中增加变权系数，实现了在不同工况条件下利用不同的权重对风电机组实时调节能力进行综合评估。
参见图1所示，本发明实施例公开了一种风电机组调节能力评估方法，包括：
步骤S11、获取风电机组的当前风速，并判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件；所述第一预设工况条件为所述当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间。
本实施例中，根据风速将风电机组划分为三个工况，第一预设工况条件为当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间vrated≤v≤vcut，第二预设工况条件为当前风速在风机切入风速与风机额定风速之间vin≤v≤vrated；第三预设工况条件为当前风速在风电机组处于切除状态时的风速范围内，即当前风速小于风机切入风速或大于风机切出风速v＜vin,v＞vcut。需要说明的是，如果判断出当前风速不满足第一预设工况条件，则进一步判断当前风速是否满足第二预设工况条件，若当前风速不满足第二预设工况条件，则判定当前风速在风电机组处于切除状态时的风速范围内，并重新跳转至获取风电机组的当前风速的步骤。其中，若当前风速满足第三预设工况条件时，由于风电机组处于切除状态，此时不具备相应的有功调节能力和无功调节能力。进一步的，在获取到每台风电机组的当前风速后，可以根据当前风速将电场内的机组进行划分，将当前风速在风机切入风速与风机额定风速之间的机组集合为M＝[M1,M2,M3,…,Mm]，将当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间的机组集合为N＝[N1,N2,N3,…,Nn]。
步骤S12、如果是，则获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；所述评估指标包括用于对所述风电机组的实时有功调节能力和实时无功调节能力进行评估的指标。
本实施例中，如果当前风速满足第一预设工况条件，则获取与第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分，其中，如图2所示，评估指标包括一级评估指标与二级评估指标，一级评估指标包括实时有功调节能力评估指标和实时无功调节能力评估指标，实时有功调节能力评估指标包括与实时有功调节能力对应的各二级评估指标，实时无功调节能力评估指标包括与实时无功调节能力对应的各二级评估指标，二级评估指标是对相应的一级评估指标的细化指标，基于二级评估指标可以确定出相应的一级评估指标。需要说明的是，二级评估指标包括与实时有功调节能力对应的发电能力A1、载荷安全A2、出力波动速率A3、跟踪精度A4、爬坡速率A5、调节响应时间A6、调节持续时间A7、超调量A8以及与实时无功调节能力对应的无功功率输出B1、机组电压B2、出力波动速率B3、跟踪精度B4、调节响应时间B5、调节持续时间B6、超调量B7。
本实施例中，对于与实时有功调节能力对应的发电能力、载荷安全、出力波动速率、跟踪精度、爬坡速率、调节响应时间、调节持续时间、超调量进行了详细描述：
发电能力A1即不同风速下风机输出有功功率：
其中，
为风机i正常工作的实际输出功率，
为风机额定输出功率。由上述公式可得风机i的当前风速在风机切入风速与风机额定风速之间，即满足第二预设工况条件时最大
最小
出力约束为：
在风机i的当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间，即满足第一预设工况条件时，风机i正常工作的实际输出功率等于风机额定输出功率
载荷安全约束A2：风机在运行过程中，其输出功率与载荷呈线性关系，且为正比变化。临界风速下风机所承受的等效损伤载荷(Damage Equivalent Load，DEL)是风机可以承受的最大值。风机正常运行时的等效损伤载荷不会高于该值，因此，载荷安全约束条件为：
其中，Kw为设备材料的特征系数，Mout(tk)为风机在脱网临界风速下tk时刻的力矩大小，ni为该力矩下的循环次数，Mi、ni可以运用雨流计数法获得。
有功功率出力波动速率约束A3：由于风电出力的波动速率大于常规机组的调节速率，为保证大电网的稳定，电网调度机构要求风电场出力变化不能超过某一极值，因而机组的有功参考值也会受到功率变化上限值的限制：
其中，
为机组的有功参考值，ΔPref是参考功率变化的上限值，该值可以根据风电场的实际情况和系统要求来制定。
有功功率跟踪精度A4：
其中，
为机组i在t时刻的有功功率参考值，ε为功率跟踪精度，该值越小越好。
机组爬坡速率约束A5：
其中，DPi为机组i的最大下爬坡速率，UPi为机组i的最大上爬坡速率。
有功调节响应时间A6：tr＝tR-ts，其中，tr为机组有功调节响应时间，tR为机组接受到指令的时间，ts为电网发送指令时间。
有功调节持续时间A7：tcw＝tow-tR，其中，tcw为机组有功调节持续时间，tow为机组调节结束时间
有功调节超调量A8：
其中，σ为有功调节超调量，
为调节过程中机组i的有功功率最大值。
本实施例中，对于实时无功调节能力评估指标中的出力波动速率约束B3、无功功率跟踪精度B4、无功调节响应时间B5、无功调节持续时间B6、无功调节超调量B7的表达方式与实时有功调节能力对应的评估指标公式类似，不同的是双馈风机无功功率大小受有功功率和定子侧、网侧变流器容量的影响，因此在考虑风机无功功率输出约束时，要综合考虑上述两个因素。
双馈风机无功功率输出约束为B1：
其中，
其中，
分别为机组i定子侧可输出无功最小、最大值，
分别为机组i网侧可输出无功最小、最大值；
分别为机组i可输出无功最小、最大值。
机组电压约束条件B2：
其中，
分别为机组i正常运行时的电压最小、最大值。
本实施例中，考虑到影响风电机组实时调节能力的指标很多，这些指标从不同角度和层次上均可反应风电机组的调节性能。目前，对于风电机组调节能力的评估指标并没有统一的约束，为客观、全面的评估风电机组调节能力，本申请分析了风电的发电能力、载荷、电气安全与风电机组调节能力的边界关系，以及风机在受到扰动后的功率调节能力、指令响应能力，将其转化为评估指标，建立了风电机组实时调节能力评估体系。
步骤S13、基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重，并基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述评估指标分别对应的综合权重进行变权操作，以得到每个所述评估指标分别对应的变权权重。
本实施例中，基于主观赋权法确定每个评估指标对应的主观权重，根据客观赋权法确定每个评估指标对应的客观权重，考虑到使用主观赋权法和客观赋权法确定出来的主观权重和客观权重均无法全面考虑风电机组实时调节能力的全部信息，因此本申请通过将主观赋权法和客观赋权法确定出来的主观权重和客观权重结合起来作为风电机组调节能力评估指标的综合权重，通过引入博弈论思想可以确定出每个评估指标对应的综合权重，可以降低主观因素对评估指标权重的影响。考虑到风电机组在不同工况条件下评估指标所占的权重会发生变化，因此在求得的综合权重基础上，引入与第一预设工况条件对应的变权系数，以便于更真实的反应风电机组的实时调节能力。需要说明的是，通过引入与第一预设工况条件对应的变权系数，利用变权系数对每个评估指标对应的综合权重进行权重调整操作，可以得到每个评估指标对应的变权权重，
步骤S14、利用所述变权权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
本实施例中，在得到每个评估指标对应的变权权重之后，利用变权权重对每个评估指标对应的指标得分进行加权操作，得到风电机组实时调节能力的最终得分，根据最终得分在预先设定的评价集中对应的评价元素对风电机组的实时调节能力进行评估。其中，评价集为P＝{优秀，良好，合格，差}，评价集中的每个评价元素都有各自对应的得分区间，这样一来，通过采用模糊综合评估模型对风电机组的实时调节能力进行评估。
本实施例中，在判断出当前风速不满足第一预设工况条件时，进一步判断当前风速是否满足第二预设工况条件，若当前风速满足第二预设工况条件，即当前风速在风电机组的风机切入风速与风机额定风速之间，则获取风电机组的与第二预设工况条件对应的各评估指标的指标得分，基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个评估指标分别对应的综合权重，利用综合权重对每个评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估风电机组的实时调节能力。需要说明的是，在当前风速处于风电机组的风机切入风速与风机额定风速之间时，对于最终与每个评估指标对应的指标得分进行加权计算的权重是综合权重，即为没有经过变权系数对综合权重进行变权操作的权重。这样一来，通过在不同工况条件下引入变权系数，可以更真实的评估风电机组的实时调节能力。
由此可见，本申请通过将实时有功调节能力和实时无功调节能力对应的评估指标综合考虑，避免了由于将有功调节能力、无功调节能力分开考虑所引起的评估缺乏统一性的问题，并在第一预设工况条件下增加变权系数，实现在不同工况条件下采用不同的权重对风电机组实时调节能力进行综合评估，可以更真实地反映出风电机组的实时调节能力。
基于前一实施例可知，本申请描述了如何通过各评估指标对风电机组的实时调节能力进行评估，接下来对如何确定每个评估指标分别对应的综合权重做了详细阐述。参见图3所示，本发明实施例公开了一种综合权重确定过程，包括：
步骤S21、基于主观赋权法确定每个评估指标分别对应的主观权重，并基于客观赋权法确定每个所述评估指标分别对应的客观权重。
本实施例中，基于主观赋权法确定每个评估指标对应的主观权重，其中，主观赋权法包括但不限于层次分析法、专家调查法。本申请采用层次分析法确定每个评估指标对应的主观权重，首先构造判断矩阵A，判断矩阵量化标准使用1-9标度法。判断矩阵A表示如下：
其中，A12代表发电能力A1与载荷安全A2重要程度比较结果，上述式子中其余元素含义依此类推，对角线元素代表相应二级评估指标与自身相比重要程度，因此大小为1，Aij＝1/Aji(i,j＝1,2,3,…n),依此类推。其次，对于判断矩阵A的一致性检验，只有通过一致性检验的判断矩阵，才不会出现使评估指标之间相互矛盾的情况，一致性检验CR公式如下：
其中，λmax为判断矩阵A所求出的最大特征根，n为判断矩阵A的阶数，RI为平均随机一致性指标，随判断矩阵A的阶数而变化，CR为一致性比率，当CR<0.1时表示判断矩阵A具有满意的一致性，否则需要对判断矩阵A进行修改。最后，采用几何平均法来计算评估指标权重，权重wi表达式如下：
其中，Akj表示判断矩阵A的列向量或者行向量。
本实施例中，基于客观赋权法确定每个评估指标对应的客观权重，其中，客观赋权法包括但不限于熵权法、CRITIC权重法、信息量权重法、独立性权重法。考虑到风电机组实时调节能力评估指标之间具有一定的相关性与冲突性，例如有功功率和无功功率的大小，当有功功率为0时，风机可调无功功率最大；当有功功率为风机额定功率时，风机可调无功功率最小，即风机有功功率越大，无功功率就越小。由于CRITIC权重法可以综合考虑数据波动情况(对比强度)和指标间的相关性(冲突性)进行权重计算，相比其他客观赋权法更适合风机实时调节能力评估指标的权重求解。因此，本申请中客观赋权法选择CRITIC权重法，为消除因量纲不同对评价结果的影响，需要对各评估指标进行无量纲化处理，CRITIC权重法一般使用正向化或逆向化处理，即将原始数据矩阵X通过min-max归一化数据，先得到标准化矩阵Y，具体步骤如下：
对于越大越优的评估指标有：
对于越小越优的评估指标有：
其中，xij表示第i个样本的第j个指标的取值；minj(xij)表示每个指标列数据的最小值；maxj(xij)表示每个指标列数据的最大值。
计算变异系数Vj：
其中，σj为第j个指标的标准差；
为第j个指标的均值。在CRITIC权重法中本来使用标准差来表示各评估指标取值的差异波动情况，标准差越大表示该评估指标的数值差异越大，越能反映出更多的信息。而本申请通过将指标的标准差与指标均值的比值确定为变异系数，变异系数越大，该评估指标本身的评价强度也就越强，应该给该评估指标分配更多的权重。
计算相关系数和量化指标值，对于第i个指标与第j个指标的相关系数rij为：
第j个指标与其他指标的冲突性Cj为：
使用相关系数来表示评估指标间的相关性，与其他评估指标的相关性越强，则该评估指标与其他评估指标的冲突性就越小，反映出的相同信息越多，所能体现出的评价内容就越重复，一定程度上也就削弱了该评估指标的评价强度，因此应该减少对该评估指标分配的权重。
计算第j个指标的信息量：Sj＝Vj·Cj，Sj越大，第j个评估指标在整个评价指标体系中的作用越大，应该给其分配更多的权重。
计算第j个指标的归一化权重wj：
本实施例中，由于使用层次分析法和CRITIC权重法确定出来的权重均无法全面考虑风电机组实时调节能力的全部信息，因此需要将两种方法确定出的权重结合起来作为评估指标的最终权重。通过后续引入博弈论思想，确定层次分析法和CRITIC方法在综合权重中的所占比例。
步骤S22、基于博弈论确定出所述主观权重和所述客观权重分别在综合权重中的占比。
步骤S23、根据所述主观权重和所述客观权重分别在所述综合权重中的占比确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重。
本实施例中，通过使用层次分析法和CRITIC权重法确定出风电机组实时调节能力评估指标所对应的权重，因此基础权重集合有两个，即Wa＝{wa1,wa2,...,wa15}，Wb＝{wb1,wb2,...,wb15}，设α＝{α1,α2}为线性组合，则：
引入博弈论思想，以W和WK(K＝a,b)之间的最小偏差为目标，得到最佳权重W。目标函数为：
对求得的优化组合系数α＝{α1,α2}做归一化处理后得到最终的综合权重W，其中，归一化计算公式如下：
综合权重计算公式如下：
由此可见，本申请通过采用主观赋权法和客观赋权法相结合的方法确定各评估指标分别对应的主观权重和客观权重，同时引入博弈论思想，确定主观权重和客观权重在综合权重的占比，最后基于权重占比得到各评估指标对应的综合权重，可以降低主观因素对评估指标权重的影响，
参见图4所示，本发明实施例公开了一种风电机组调节能力评估方法，包括：
步骤S31、获取风电机组的当前风速，并判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件；所述第一预设工况条件为所述当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间。
步骤S32、如果是，则获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各二级评估指标的当前时刻数据。
步骤S33、确定每个所述二级评估指标分别对应的当前时刻数据与相应的参考数值之间的偏差量。
步骤S34、从预设偏差区间中查找出与所述偏差量对应的偏差区间，并基于所述偏差区间确定出对应的二级指标得分。
本实施例中，在判断出风电机组的当前风速满足第一预设工况条件，即当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间时，获取风电机组与第一预设工况条件对应的各二级评估指标的当前时刻数据，将每个二级评估指标的当前时刻数据与理想情况下的相应的参考数值作比较，得到每个二级评估指标分别对应的当前时刻数据与相应的参考数值之间的偏差量。其中，当前风电机组的评估指标越优，其偏差量越小，反之则越差。依据风电稳定运行标准，将二级评估指标的偏差量划分为三个区间，即{偏差较小，偏差较大，偏差越限}，每个区间对应不同的百分制分数，百分制分数即为每个二级评估指标分别对应的二级指标得分。
步骤S35、基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述二级评估指标分别对应的二级综合权重；并基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述二级评估指标分别对应的二级综合权重进行变权操作，以得到每个所述二级评估指标分别对应的二级变权权重。
本实施例中，基于主观赋权法确定每个二级评估指标分别对应的二级主观权重，基于客观赋权法确定每个二级评估指标分别对应的二级客观权重，同时根据博弈论思想确定出二级主观权重和二级客观权重分别在二级综合权重中的占比，并根据二级主观权重和二级客观权重分别在二级综合权重中的占比确定出每个二级评估指标分别对应的二级综合权重。进一步的，由于在第一预设工况条件下增加了变权系数，需要利用变权系数对每个二级评估指标分别对应的二级综合权重进行变权操作，最终得到每个二级评估指标分别对应的二级变权权重。
本实施例中，考虑到风机在不同工况下评估指标所占的权重会发生变化，因此在求得的综合权重基础上，引入了变权系数，以便于更真实的反应风电机组的实时调节能力。评估指标变权权重
为：
其中，Wj为常权权重，即基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出的各评估指标分别对应的综合权重，xj为第j个指标的评价值，δ为变权系数，当δ＞1时，为激励型变权，表示在该工况下，对该权重较为重视；当δ＜1时，为惩罚型变权，表示该权重影响变小。
步骤S36、利用所述二级变权权重对每个所述二级评估指标分别对应的二级指标得分进行加权计算，以得到相应的每个一级评估指标分别对应的一级指标得分。
本实施例中，在得到每个二级评估指标分别对应的二级变权权重之后，利用每个二级评估指标对应的变权权重对相应的二级指标得分进行加权计算，得到的加权计算结果即为相应的每个一级评估指标分别对应的以及指标得分。需要说明的是，二级评估指标中与实时有功调节能力对应的指标经过上述加权操作后，得到与实时有功调节能力对应的一级评估指标的一级指标得分，二级评估指标中与实时无功调节能力对应的指标经过上述加权操作后，得到与实时无功调节能力对应的一级评估指标的一级指标得分。
步骤S37、基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述一级评估指标分别对应的一级综合权重，并基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述一级评估指标分别对应的一级综合权重进行变权操作，以得到每个所述一级评估指标分别对应的一级变权权重。
本实施例中，在得到各一级评估指标分别对应的一级指标得分后，需要基于主观赋权法和客观赋权法相结合的方法确定出各一级评估指标分别对应权重，同时引入博弈论思想，确定各一级评估指标分别对应的一级综合权重。并利用与第一预设工况条件对应的变权系数对各一级评估指标分别对应的一级综合权重进行变权操作，得到各一级评估指标分别对应的一级变权权重。
步骤S38、利用所述一级变权权重对每个所述一级评估指标分别对应的一级指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
本实施例中，在得到各一级评估指标分别对应的一级变权权重之后，利用各一级评估指标分别对应的一级变权权重对相应的一级指标得分相乘再相加，得到最终的用于反映风电机组实时调节能力的得分，根据最终得分在预设评价集P＝{优秀，良好，合格，差}中对应的评价元素对风电机组的实时调节能力进行评估。
如图5所示，获取风电机组的当前风速，并判断当前风速是否满足第一预设工况条件；如果否，判断当前风速是否满足第二预设工况条件，若满足，即当前风速在风机切入风速与风机额定风速之间，则获取风电机组的与第二预设工况条件对应的各二级评估指标的当前时刻数据，计算每个二级评估指标分别对应的当前时刻数据与相应的参考数值之间的偏差量，并从预设偏差区间中查找出与偏差量对应的偏差区间，基于偏差区间确定出对应的二级指标得分。然后基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个二级评估指标分别对应的二级综合权重，并利用二级综合权重对每个二级评估指标分别对应的二级指标得分相乘再相加，以得到相应的每个一级评估指标分别对应的一级指标得分。再基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个一级评估指标分别对应的一级综合权重，并利用一级综合权重对每个一级评估指标分别对应的一级指标得分相乘再相加，以得到最终的得分，利用最终的得分对风电机组的实时调节能力进行评估。如果当前风速满足第一预设工况条件，则获取风电机组的与第一预设工况条件对应的各二级评估指标的当前时刻数据，并增加了变权系数，以对每个二级评估指标分别对应的二级综合权重一级每个一级评估指标分别对应的一级综合权重进行变权操作，其余步骤与上述相同。
由此可见，本申请通过将实时有功调节能力和实时无功调节能力对应的评估指标综合考虑，避免了由于将有功调节能力、无功调节能力分开考虑所引起的评估缺乏统一性的问题，并在第一预设工况条件下增加变权系数，实现了在不同工况条件下采用不同的权重对风电机组的实时调节能力进行综合评估。
参见图6所示，本发明实施例公开了一种风电机组调节能力评估装置，包括：
条件判断模块11，用于获取风电机组的当前风速，并判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件；所述第一预设工况条件为所述当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间；
得分获取模块12，用于如果是，则获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；所述评估指标包括用于对所述风电机组的实时有功调节能力和实时无功调节能力进行评估的指标；
权重确定模块13，用于基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重，并基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述评估指标分别对应的综合权重进行变权操作，以得到每个所述评估指标分别对应的变权权重；
第一评估模块14，用于利用所述变权权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
由此可见，本申请通过将实时有功调节能力和实时无功调节能力对应的评估指标综合考虑，避免了由于将有功调节能力、无功调节能力分开考虑所引起的评估缺乏统一性的问题，并在第一预设工况条件下增加变权系数，实现了在不同工况条件下采用不同的权重对风电机组的实时调节能力进行综合评估。
在一些具体实施例中，所述风电机组调节能力评估装置，还可以包括：
条件判断单元，用于如果所述当前风速不满足所述第一预设工况条件，则判断所述当前风速是否满足第二预设工况条件；所述第二预设工况条件为所述当前风速在风机切入风速与风机额定风速之间；
步骤跳转单元，用于若所述当前风速不满足所述第二预设工况条件，则判定所述当前风速在所述风电机组处于切除状态时的风速范围内，并重新跳转至所述获取风电机组的当前风速的步骤。
在一些具体实施例中，所述风电机组调节能力评估装置，还可以包括：
第一指标获取单元，用于若所述当前风速满足所述第二预设工况条件，则获取所述风电机组的与所述第二预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；
第一权重确定单元，用于基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重；
第一评估单元，用于利用所述综合权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
在一些具体实施例中，所述权重确定模块13，具体可以包括：
主观权重确定单元，用于基于主观赋权法确定每个所述评估指标分别对应的主观权重；
客观权重确定单元，用于基于客观赋权法确定每个所述评估指标分别对应的客观权重；
占比确定单元，用于基于博弈论确定出所述主观权重和所述客观权重分别在所述综合权重中的占比；
第二权重确定单元，用于根据所述主观权重和所述客观权重分别在所述综合权重中的占比确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重。
在一些具体实施例中，所述得分获取模块12，具体可以包括：
二级得分获取子模块，用于获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各二级评估指标的二级指标得分；
一级得分确定子模块，用于基于每个所述二级评估指标分别对应的二级指标得分确定出相应的各一级评估指标分别对应的一级指标得分；所述一级评估指标包括有功调节能力评估指标和无功调节能力评估指标；所述有功调节能力评估指标包括与有功调节能力对应的二级评估指标；所述无功调节能力评估指标包括与无功调节能力对应的二级评估指标。
在一些具体实施例中，所述二级得分获取子模块，具体可以包括：
数据获取单元，用于获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各二级评估指标的当前时刻数据；
偏差量确定单元，用于确定每个所述二级评估指标分别对应的当前时刻数据与相应的参考数值之间的偏差量；
二级得分确定单元，用于从预设偏差区间中查找出与所述偏差量对应的偏差区间，并基于所述偏差区间确定出对应的二级指标得分。
在一些具体实施例中，所述一级得分确定子模块，具体可以包括：
第三权重确定单元，用于基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述二级评估指标分别对应的二级综合权重；
第四权重确定单元，用于基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述二级评估指标分别对应的二级综合权重进行变权操作，以得到每个所述二级评估指标分别对应的二级变权权重；
一级得分确定单元，用于利用所述二级变权权重对每个所述二级评估指标分别对应的二级指标得分进行加权计算，以得到相应的每个所述一级评估指标分别对应的一级指标得分。
进一步的，本申请实施例还公开了一种电子设备，图7是根据一示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中的内容不能认为是对本申请的使用范围的任何限制。
图7为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的风电机组调节能力评估方法中的相关步骤。另外，本实施例中的电子设备20具体可以为电子计算机。
本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。
另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源可以包括操作系统221、计算机程序222等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。
其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，其可以是Windows Server、Netware、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的风电机组调节能力评估方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。
进一步的，本申请还公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的风电机组调节能力评估方法。关于该方法的具体步骤可以参考前述实施例中公开的相应内容，在此不再进行赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种风电机组调节能力评估方法，其特征在于，包括：
获取风电机组的当前风速，并判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件；所述第一预设工况条件为所述当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间；
如果是，则获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；所述评估指标包括用于对所述风电机组的实时有功调节能力和实时无功调节能力进行评估的指标；
基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重，并基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述评估指标分别对应的综合权重进行变权操作，以得到每个所述评估指标分别对应的变权权重；
利用所述变权权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
2.根据权利要求1所述的风电机组调节能力评估方法，其特征在于，所述判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件之后，还包括：
如果所述当前风速不满足所述第一预设工况条件，则判断所述当前风速是否满足第二预设工况条件；所述第二预设工况条件为所述当前风速在风机切入风速与风机额定风速之间；
若所述当前风速不满足所述第二预设工况条件，则判定所述当前风速在所述风电机组处于切除状态时的风速范围内，并重新跳转至所述获取风电机组的当前风速的步骤。
3.根据权利要求2所述的风电机组调节能力评估方法，其特征在于，所述判断所述当前风速是否满足第二预设工况条件之后，还包括：
若所述当前风速满足所述第二预设工况条件，则获取所述风电机组的与所述第二预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；
基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重；
利用所述综合权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
4.根据权利要求1所述的风电机组调节能力评估方法，其特征在于，所述基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重，包括：
基于主观赋权法确定每个所述评估指标分别对应的主观权重，并基于客观赋权法确定每个所述评估指标分别对应的客观权重；
基于博弈论确定出所述主观权重和所述客观权重分别在所述综合权重中的占比；
根据所述主观权重和所述客观权重分别在所述综合权重中的占比确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重。
5.根据权利要求1至4任一项所述的风电机组调节能力评估方法，其特征在于，所述获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分，包括：
获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各二级评估指标的二级指标得分；
基于每个所述二级评估指标分别对应的二级指标得分确定出相应的各一级评估指标分别对应的一级指标得分；所述一级评估指标包括有功调节能力评估指标和无功调节能力评估指标；所述有功调节能力评估指标包括与有功调节能力对应的二级评估指标；所述无功调节能力评估指标包括与无功调节能力对应的二级评估指标。
6.根据权利要求5所述的风电机组调节能力评估方法，其特征在于，所述获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各二级评估指标的二级指标得分，包括：
获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各二级评估指标的当前时刻数据；
确定每个所述二级评估指标分别对应的当前时刻数据与相应的参考数值之间的偏差量；
从预设偏差区间中查找出与所述偏差量对应的偏差区间，并基于所述偏差区间确定出对应的二级指标得分。
7.根据权利要求5所述的风电机组调节能力评估方法，其特征在于，所述基于每个所述二级评估指标分别对应的二级指标得分确定出相应的各一级评估指标分别对应的一级指标得分，包括：
基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述二级评估指标分别对应的二级综合权重；
基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述二级评估指标分别对应的二级综合权重进行变权操作，以得到每个所述二级评估指标分别对应的二级变权权重；
利用所述二级变权权重对每个所述二级评估指标分别对应的二级指标得分进行加权计算，以得到相应的每个所述一级评估指标分别对应的一级指标得分。
8.一种风电机组调节能力评估装置，其特征在于，包括：
条件判断模块，用于获取风电机组的当前风速，并判断所述当前风速是否满足第一预设工况条件；所述第一预设工况条件为所述当前风速在风机额定风速与风机切出风速之间；
得分获取模块，用于如果是，则获取所述风电机组的与所述第一预设工况条件对应的各评估指标的指标得分；所述评估指标包括用于对所述风电机组的实时有功调节能力和实时无功调节能力进行评估的指标；
权重确定模块，用于基于主观赋权法、客观赋权法和博弈论确定出每个所述评估指标分别对应的综合权重，并基于与所述第一预设工况条件对应的变权系数对每个所述评估指标分别对应的综合权重进行变权操作，以得到每个所述评估指标分别对应的变权权重；
第一评估模块，用于利用所述变权权重对每个所述评估指标分别对应的指标得分进行加权计算，并根据加权计算结果评估所述风电机组的实时调节能力。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，用于保存计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序以实现如权利要求1至7任一项所述的风电机组调节能力评估方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于保存计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的风电机组调节能力评估方法。
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|---|---|---|---|---|
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2022
- 2022-11-15 CN CN202211425929.XA patent/CN115759823A/zh active Pending
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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