CN116522062A - 一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法、系统、设备及介质 - Google Patents
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Abstract
一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法、系统、设备及介质，包括：获取风电场机组历史运行数据，对数据进行标准化处理；标准化处理后对数据进行清洗，剔除异常数据；计算机组功率曲线符合度，判断是否需要校准；若需要校准，则根据机组现场密度下保证功率曲线或标准密度下保证功率曲线反推出自由流风速，以该风速作为评估基准；计算每个风向扇区风速差异系数及离散度，通过设定差异系数等级评估规则，选择有效扇区，然后计算机舱风速与自由流风速校准函数，确定每个风速段风速修正系数，最后对实测风速修正进行指导；其系统、设备及介质用于对机组运行数据的分段风速传递函数进行校准；本发明不依赖于测风塔数据对风电机组功率曲线进行评估，评估效率高、准确性高、适用性好。
Description
技术领域
本发明属于风力发电领域，具体涉及一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法、系统、设备及介质。
背景技术
近年来，随着新能源行业发展越来越受到国家重视，风力发电装机容量占比不断增加，对机组的精益化管理优势逐渐凸显，风电机组的出力具有随机性和波动性特点，给机组功率曲线测量带来较大误差，风电机组的功率特性是评估其性能的关键指标，它直接影响到风电机组出力，基于IEC61400-12-1标准的功率特性测试方法对风电场的场地要求苛刻、测试费用高、测试程序复杂、测试评估时间长，不利于机组功率特性的及时评估及推广，因此，很少有人专门按照IEC标准测量功率曲线。目前，行业内基于机舱风速计的风电机组功率特性评估方法在推导NTF参数时，虽然可以在不安装新的的测风塔的情况下，选择满足距离要求的在役测风塔风速作为自由流风速进行评估，但依旧无法保证所有风电场在役测风塔与被测机组恰好都满足要求，同时，以少数几台被测机组来代表整个风电场的评估结果，存在较大的随机性和不确定性。如何判断机组风速传递函数是否合适，如果不合适，如何及时高效对在役风电场中未配置测风塔或测风塔距离不满足要求的风电机组进行功率特性校准，是当前功率曲线评估的所面临的一个重要课题。
专利申请CN110348654A公开了一种风力发电机组机舱传递函数修正及风力发电机组评价的方法、装置及终端。其中，风力发电机组运行数据的修正方法，用于对风电场内多个风力发电机组的运行数据进行修正；该发明根据风力发电机组机型和地形等级确定待修正的风力发电机组；基于所述机舱传递函数对所述待修正风力发电机组的初始运行数据进行修正。仍存在较大的随机性和不确定性。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提出一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法、系统、设备及介质，通过机组现场密度下保证功率曲线或标准密度下保证功率曲线反推出自由流风速，以该风速作为评估基准，计算机舱风速与自由流风速校准函数，确定每个风速段风速修正系数，最后对实测风速修正进行指导；本发明不依赖于测风塔数据对风电机组功率曲线进行评估，评估效率高、准确性高、适用性好。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法，具体包括以下步骤：
一、获取采样数据；
二、根据步骤一获取的采样数据计算风速差异系数，进行有效扇区选择；
三、对步骤二得到的有效扇区，对有效扇区内机舱风速与自由流风速校准函数计算。
所述步骤一方法为：
S1、从风电机组后台采集获取风电场标杆机台数、每台标杆机装机容量，电站非标杆机总容量；
S2、从风电机组后台采集获取风电场机组完整年历史运行后台每10min间隔的数据、机组运行日志、停机记录、故障记录；所述运行后台每10min间隔的数据至少包含风速、风速最大值、风速最小值、风速标准差、有功功率、有功功率最大值、有功功率最小值、有功功率标准差、叶轮转速、环境温度、发电机转速、桨叶角、机舱位置、风向、PLC状态
S3、从升压站或测风塔获取完整年历史运行数据同期温度、气压、湿度等数据，计算考虑湿度效益情况下的空气密度；考虑湿度效益情况下的空气密度计算公式为：其中：ρ10min为推导出的10min内平均空气密度、T10min为实测10min得到的平均绝对气温、B10min为实测10min得到的平均气压、R0为干燥气体常数287.05J/(kg.K)、为相对湿度(范围从0-1)、RW为水蒸气的气体常数[461.5J/(kg.K)]、PW为水蒸汽压力(Pa)；
S4、根据步骤S3获取的空气密度，对步骤S2测量风速进行标准化计算；风速标准化计算公式为：其中：Vn为标准化的风速、V10min为机舱风速10min平均值、ρ0为参考空气密度；
所述步骤二方法为：
S5、从风电厂家提供的技术协议获取风电场标杆机现场密度下保证功率曲线或标准密度下保证功率曲线；
S6、根据步骤S4获取的标准化数据，对机组运行数据进行清洗，剔除异常数据；对机组运行数据进行清洗，清洗范围为：风速超出风力发电机组运行范围的数据；风力发电机组故障引起的风力发电机组停机数据；在测试或维护运行中人工停机数据；停机或启动阶段数据；降功率运行数据，包括结冰、过温、振动过大等机组保护降功率运行数据；电网限电期间运行数据；10min平均值里有上述状态的数据。
S7、根据步骤S5、步骤S6获得的数据，按照风速进行分区，并计算每个风速区间平均风速、平均有功功率、功率曲线符合度，计算公式为：其中：Vwind，i为第i个风速区间标准化平均风速，Vn,i,i为第i个风速区间数组j标准化风速，Ni为第i个风速区间数组总数量；其中：Pwind，i为第i个风速区间平均有功功率，Pn,i,i为第i个风速区间数组j有功功率，Ni为第i个风速区间数组总数量；其中：wpi为机组功率曲线符合度，Pwind，i为第i个风速区间平均有功功率，P理论，i为机组参考密度下第i个风速区间保证或理论有功功率；根据符合度判断是否需要进行传递函数校准；
S8、根据步骤S5获取的保证功率曲线数据，利用步骤S6计算的平均功率计算自由流风速；
S9、根据步骤S6、步骤S8获得的数据，按照风向进行分区，并计算每个风向区间平均风速、平均自由流风速，计算公式为： 其中：Vi为第i个区间标准化平均风速，Vn,i,i为第i个区间数组j标准化风速；其中：Vfree，i为第i个区间标准化平均自由流风速，Vfree，n,i,i为第i个区间数组j标准化自由流风速；
S10、根据步骤S6、步骤S8、步骤S9获得的数据，按照风向进行分区，计算机舱风速与自由流风速差异系数、平均差异系数、差异系数标准偏差、差异系数离散度；计算公式为：Ki，j＝Vi，j/Vfree，i，j，其中：Vi，j为第i个区间数组j标准化风速，Vfree，i，j为第i个区间数组j标准化自由流风速，Ki，j为第i个区间数组j差异系数；Kave，i＝Vi/Vfree，i，其中：Vfree，i为第i个区间标准化平均自由流风速，Vi为第i个区间标准化平均风速，Kave，i为第i个区间平均差异系数； σi为第i个区间差异系数标准偏差，Ni为第i个区间数组j的总个数；εi＝σi/Kave，i，εi第i个区间差异系数离散度；
S11、根据步骤S10计算结果来确定有效扇区。
所述步骤S8利用平均功率计算自由流风速，方法为：利用一次线性插值法，对理论功率曲线进行分段拟合，得到理论曲线分段拟合函数，根据风电发电机组10min平均实测功率，利用风电场机组现场密度下保证功率拟合函数或标准密度下保证功率拟合函数反推出自由流风速；拟合函数计算方法为：Pi＝A*Vi+B，Pi为第i个风速段输出功率，Vi为第i个风速段标准化平均风速，A、B为一次插值函数斜率及截距。
所述步骤S11中确定有效扇区，具体方法为：因额定风速后，无法有效反推自由流风速，因此只需考虑大于切入风速且小于额定风速的情况，尾流情况严重的扇区或有大型障碍物的扇区，Ki值明显较高或较低，提前排除以该障碍物为中心线±20°扇区；剩余扇区首先按照IEC-61400-12要求，将相邻扇区差异系数差值大于0.02的两个扇区进行二次剔除；考虑到未按IEC标准获得测试功率曲线，而是利用保证功率曲线代替，故需根据Kave，i变化及差异系数离散度εi来进行评级，选择评级较小的扇区作为有效扇区，选择规则为Kave，i接近平均值且评级最小的10个扇区为有效扇区。
所述步骤三方法为：
S12、根据步骤S11确定的有效扇区，计算有效扇区内每个风速区间平均风速、平均自由流风速；其计算公式为： 其中：Vi为第i个风速区间标准化平均风速，Vn,i,i为第i个风速区间数组j标准化风速；其中：Vfree，ave，i为第i个风速区间标准化自由流风速，Vfree，n,i,i为第i个风速区间数组j标准化自由流风速；
S13、根据步骤S12计算结果，计算机舱风速与自由流风速校准函数，确定每个风速段风速修正系数，然后对实测风速修正进行指导，其计算公式为： 其中：Vfree，ave，i+1及Vfree，ave，i为第i和i+1个风速区间标准化自由流风速，Vave，i+1及Vave，i为第i和i+1个风速区间标准化平均风速，Vfree为修正后的自由流风速，V为机舱风速计的实测值。
一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准系统，包括：
数据采集模块，用于获取风电场机组历史运行数据，对数据进行标准化处理。
数据清洗模块模块，用于对标准化处理后的数据进行清洗，剔除异常数据；
机组功率曲线符合度计算模块，用于计算机组功率曲线符合度，判断是否需要校准；
差异系数等级评估模块，用于计算每个风向扇区风速差异系数及离散度，选择有效扇区，然后计算机舱风速与自由流风速校准函数，确定每个风速段风速修正系数，对实测风速修正进行指导。
一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现步骤一至步骤三所述机组运行数据的分段风速传递函数校准方法。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够对机组运行数据的分段风速传递函数进行校准。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过机组现场密度下保证功率曲线或标准密度下保证功率曲线反推出自由流风速，以该风速作为评估基准，首先计算机组功率曲线符合度，判断是否需要校准，若需要校准，则计算不同风向扇区机舱风速与自由流风速差异系数，通过设定差异系数等级评估选择有效扇区，然后计算机舱风速与自由流风速校准函数，确定每个风速段风速修正系数，最后对实测风速修正进行指导。该方法已选择新疆某大型地面风电场机组数据进行论证。
附图说明
图1为本发明的基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法流程框图；
图2为机组控制曲线分析图，由图可知控制曲线一致性较好，无异常；图2(a)为，图2(b)为。
图3为单台机组扇区平均差异系数散点图，由图可知实测风速小于自由流风速，风速测量偏小。
图4为单台机组校准前后功率曲线对比分图，由图可知校准后，实测功率曲线明显接近保证功率曲线。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1至图4，本发明实施例中，提供一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法。具体的，该实施例包括以下步骤：
一、获取采样数据
1)获取风电场标杆机台数、每台标杆机装机容量，电站非标杆机总容量；
2)获取风电场机组完整年历史运行后台每10min间隔数据、机组运行日志、停机记录、故障记录等，10min数据至少包括：风速、风速最大值、风速最小值、风速标准差、有功功率、有功功率最大值、有功功率最小值、有功功率标准差、叶轮转速、环境温度、发电机转速、桨叶角、机舱位置、风向、PLC状态；
3)获取完整年历史运行数据同期温度、气压、湿度等数据；数据要求每5度风向扇区尽量不少于180h，且要尽量涵盖整个风速区间(至少为切入风速至额定功率85％对应风速的1.5倍)，每个0.5m/s风速区间尽量不少于30min；具体情况需要根据实际数据判断，原则上有效数据越多越好；
4)获取风电场标杆机现场密度下保证功率曲线或标准密度下保证功率曲线数据，风速精度至少为0.5m/s；
表1某200MW风电场机组在2020-12-01至2021-12-01日功率曲线符合度统计表
注：由表可知，给风电场功率曲线符合度整体偏高，对机组对风、控制曲线(如图1)、叶片等排查未发现异常，判断为风速传递函数问题，需要进行校准。
二、计算风速差异系数进行有效扇区选择
1)测量风速进行标准化计算
一般地，空气密度会随温度变化而变化，随季节呈现出周期性变化，因此需要将风速折算到参考密度，以减少温度对风速的影响，同时便于跟参考密度下的风速进行对比分析。10min平均空气密度计算公式为：
其中：ρ10min为推导出的10min内平均空气密度；
T10min为实测10min得到的平均绝对气温；
B10min为实测10min得到的平均气压，若无10min气压，可用可研报告当地平均气压代替；
R0为干燥气体常数287.05J/(kg.K)；
为相对湿度(范围从0-1，若为西北等干燥地区，则取值为0即可)；
RW为水蒸气的气体常数[461.5J/(kg.K)]；
PW＝0.0000205e0.0631846T为水蒸汽压力(Pa)：
风速标准化计算公式为：
Vn为标准化的风速；
V10min为机舱风速10min平均值；
ρ0为参考空气密度，一般为现场年均密度或者标准空气密度1.225kg/m3。
2)机组运行数据清洗
由步骤1计算得到参考密度下机组实际运行数据，然后对数据进行清洗，清洗范围为：
①风速超出风力发电机组运行范围的数据，筛选条件为：切入风速-切出风速；
②风力发电机组故障引起的风力发电机组停机数据，筛选条件为：平均有功功率>＝10kw,且发电机转速>＝切入转速-50rpm；
③在测试或维护运行中人工停机数据，筛选条件为：查停机记录时间段，将该时间段剔除；
④停机或启动阶段数据，筛选条件为：根据机组正常运行时风速-桨叶角(最佳CP阶段)、风速-转速(恒转速运行阶段)、风速-有功功率(额定功率阶段)等特性曲线，设置条件进行删除；
⑤降功率运行数据，筛选条件为：根据机组正常运行时风速-桨叶角(最佳CP阶段)、风速-转速(恒转速运行阶段)、风速-有功功率(额定功率阶段)等特性曲线，设置条件进行删除；
⑥电网限电期间运行数据；筛选条件为：可以查PLC状态将限电状态数据删除，或者根据机组正常运行时风速-桨叶角(最佳CP阶段)、风速-转速(恒转速运行阶段)、风速-有功功率(额定功率阶段)等特性曲线，设置条件进行删除；
3)功率曲线符合度计算及传递函数校准判断
在进行风速传递函数校准前，需要判断机组已配置传递函数是否符合要求，可以使用功率曲线符合度来判断，需要计算每个风速区间平均风速、平均有功功率，然后求取功率曲线符合度，按照合同要求及现场实测数据统计结果，符合度在0.95-1.20之间时，认为机组正常，当wpi>＝1.2或wpi<＝0.95且机组控制参数、对风、叶片等无异常时，则判断需要进行风速校准，具体计算公式为：
其中：Vwind，i为第i个风速区间标准化平均风速；
Vn,i,i为第i个风速区间数组j标准化风速；
Ni为第i个风速区间数组总数量；
Pwind，i为第i个风速区间平均有功功率；
Pn,i,i为第i个风速区间数组j有功功率；
wpi为机组功率曲线符合度；
P理论，i为机组参考密度下第i个风速区间保证或理论有功功率；
4)自由流风速计算
一般，按照IEC61400-12规定，需要单独设立测风塔或者使用被测机组临近在役测风塔数据进行自由流风速测量及计算，这对风速仪精度、测量时间精度及同步性要求较高，且成本高、周期长，本文利用利用一次线性插值法，对合同规定保证功率曲线进行分段拟合(0.5m/s为单位)，得到理论曲线分段拟合函数，根据风电发电机组10min平均实测功率，利用风电场机组现场密度下保证功率拟合函数或标准密度下保证功率拟合函数反推出自由流风速，其计算公式为：
Pi＝A*Vi+B (3)
其中：Pi为第i个风速段输出功率；
Vi为第i个风速段标准化平均风速；
A、B为一次插值函数斜率及截距。
5)计算平均风速及平均自由流风速
每个风向区间平均风速、平均自由流风速，风向区间按照5°进行划分，计算公式为：
其中：Vi为第i个区间标准化平均风速；
Vn,i,i为第i个区间数组j标准化风速；
Vfree，i为第i个区间标准化自由流风速；
Vfree，n,i,i为第i个区间数组j标准化自由流风速。
6)计算风速差异系数及离散度
根据计算出的机舱风速与自由流风速，按照5°为一个风向区间进行划分，计算风速差异系数、平均差异系数、差异系数标准偏差、差异系数离散度，其计算公式为：
Ki，j＝Vi，j/Vfree，i，j (6)
Kave，i＝Vi/Vfree，i (7)
εi＝σi/Kave，i (9)
其中：Vi，j为第i个区间数组j标准化风速；
Vfree，i，j为第i个区间数组j标准化自由流风速；
Ki，j为第i个区间数组j差异系数；
Vfree，i为第i个区间标准化平均自由流风速；
Vi为第i个区间标准化平均风速；
Kave，i为第i个区间平均差异系数；
σi为第i个区间差异系数标准偏差；
Ni为第i个区间数组j的总个数；
εi第i个区间差异系数离散度。
7)有效扇区选择
平均差异系数参考范围为0.95-1.05(IEC规定为0.98-1.02，考虑本方法未做地形评估，且实际风速仪长期测风存在准确度偏差问题，再加上自由流风速由拟合函数反推求出，故需要将范围扩大以增加不确定度)，未超出范围的机组则认为传递函数暂无问题，超出范围的机组则进行传递函数校核，为了降低尾流、障碍物等因素干扰，需要对扇区进行有效性选择，选择规则为：
①因额定风速后，无法有效反推自由流风速，因此只需考虑大于切入风速且小于额定风速的情况
②尾流情况严重的扇区或有大型障碍物的扇区，Ki值明显较高或较低，可以提前排除以该障碍物为中心线±20°扇区；
③剩余扇区首先按照IEC-61400-12要求，将相邻扇区差异系数差值大于0.02的两个扇区进行二次剔除；
④未剔除扇区根据Kave，i变化及差异系数离散度εi来进行评级：
第一步、所有相邻扇区平均差异系数相减求出差异系数变化值，对差异系数变化值进行倒序排名，相邻两扇区排名一致，若一个扇区有两个差异系数变化率，则选择小的，取变化趋势最小的20个扇区；
第二步、所有20个扇区按照差异系数离散度进行倒序排名；
第三步、取差异系数变化排名权重为0.6，差异系数离散度排名权重为0.4，然后加权求和，得到评级结果；
第四步、选择Kave，i接近所有扇区平均值且评级最小的10个扇区为有效扇区；
表2某200MW风电场单台机组在2020-12-01至2021-12-01日的扇区差异系数
注：本表为某风电场某型号单台机组按照5°风向分区计算的差异系数均值、标准偏差值、离散度值。
表3单台机组扇区初步筛选统计表
注：本表扇区为按照IEC61400-12要求将差异系数差值大于0.02的相邻扇区全部删除后的结果。
表4单台机组扇区评估等级统计表
注：本表为根据扇区评估规则进行打分后的扇区排名，按照评估等级从小到大排序，标绿为最终选择的20个扇区。
表5单台机组扇区最终选择统计表
注：本表20个扇区为等级评估筛选出的扇区，然后继续按照平均差异系数接近平均值且评级最小的10个扇区为有效扇区，标绿为最终选择的10个扇区。
三、有效扇区内机舱风速与自由流风速校准函数计算
1)计算有效扇区内每个风速区间平均风速、平均自由流风速，将所有有效扇区数据按照风速间隔为0.5m/s的方式进行统计，其计算公式为：
其中：Vi为第i个风速区间标准化平均风速；
Vn,i,i为第i个风速区间数组j标准化风速；
Vfree，ave，i为第i个风速区间标准化自由流风速；
Vfree，n,i,i为第i个风速区间数组j标准化自由流风速。
2)计算有效扇区内机舱风速与自由流风速校准函数，将所有有效扇区数据按照风速间隔为0.5m/s的方式进行统计，其计算公式为：
Vfree，ave，i (12)
其中：Vfree，ave，i+1及Vfree，ave，i为第i和i+1个风速区间标准化自由流风速；
Vave，i+1及Vave，i为第i和i+1个风速区间标准化平均风速；
Vfree为修正后的自由流风速，V为机舱风速计的实测值。
表6单台机组机舱风速与自由流风速校准函数统计表
| 风速区间 | 机舱风速与自由流风速校准函数 |
| 2.75-3.25 | Vfree＝1.05V+0.3 |
| 3.25-3.75 | Vfree＝0.95V+0.65 |
| 3.75-4.25 | Vfree＝0.95V+0.65 |
| 4.25-4.75 | Vfree＝1.1V-0.025 |
| 4.75-5.25 | Vfree＝1V+0.475 |
| 5.25-5.75 | Vfree＝1.05V+0.2 |
| 5.75-6.25 | Vfree＝1.04V+0.26 |
| 6.25-6.75 | Vfree＝1V+0.52 |
| 6.75-7.25 | Vfree＝0.88V+1.36 |
| 7.25-7.75 | Vfree＝0.73V+2.485 |
| 7.75-8.25 | Vfree＝0.55V+3.925 |
| 8.25-8.75 | Vfree＝1V+0.1 |
注：本表只考虑最终10个扇区切入风速-额定风速的风速校准，其中Vfree为自由流风速，V为实测10分钟平均风速。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (9)
1.一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
一、获取采样数据；
二、根据步骤一获取的采样数据计算风速差异系数，进行有效扇区选择；
三、对步骤二得到的有效扇区，对有效扇区内机舱风速与自由流风速校准函数计算。
2.根据权利要求1所述的基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法，其特征在于：所述步骤一方法为：
S1、从风电机组后台采集获取风电场标杆机台数、每台标杆机装机容量，电站非标杆机总容量；
S2、从风电机组后台采集获取风电场机组完整年历史运行后台每10min间隔的数据、机组运行日志、停机记录、故障记录；所述运行后台每10min间隔的数据至少包含风速、风速最大值、风速最小值、风速标准差、有功功率、有功功率最大值、有功功率最小值、有功功率标准差、叶轮转速、环境温度、发电机转速、桨叶角、机舱位置、风向、PLC状态
S3、从升压站或测风塔获取完整年历史运行数据同期温度、气压、湿度等数据，计算考虑湿度效益情况下的空气密度；考虑湿度效益情况下的空气密度计算公式为：其中：ρ10min为推导出的10min内平均空气密度、T10min为实测10min得到的平均绝对气温、B10min为实测10min得到的平均气压、R0为干燥气体常数287.05J/(kg.K)、为相对湿度(范围从0-1)、RW为水蒸气的气体常数[461.5J/(kg.K)]、PW为水蒸汽压力(Pa)；
S4、根据步骤S3获取的空气密度，对步骤S2测量风速进行标准化计算；风速标准化计算公式为：其中：Vn为标准化的风速、V10min为机舱风速10min平均值、ρ0为参考空气密度。
3.根据权利要求1所述的基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法，其特征在于：所述步骤二方法为：
S5、从风电厂家提供的技术协议获取风电场标杆机现场密度下保证功率曲线或标准密度下保证功率曲线；
S6、根据步骤S4获取的标准化数据，对机组运行数据进行清洗，剔除异常数据；对机组运行数据进行清洗，清洗范围为：风速超出风力发电机组运行范围的数据；风力发电机组故障引起的风力发电机组停机数据；在测试或维护运行中人工停机数据；停机或启动阶段数据；降功率运行数据，包括结冰、过温、振动过大等机组保护降功率运行数据；电网限电期间运行数据；10min平均值里有上述状态的数据。
S7、根据步骤S5、步骤S6获得的数据，按照风速进行分区，并计算每个风速区间平均风速、平均有功功率、功率曲线符合度，计算公式为：其中：Vwind，i为第i个风速区间标准化平均风速，Vn,i,i为第i个风速区间数组j标准化风速，Ni为第i个风速区间数组总数量；其中：Pwind，i为第i个风速区间平均有功功率，Pn,i,i为第i个风速区间数组j有功功率，Ni为第i个风速区间数组总数量； i/P理论，i，其中：wpi为机组功率曲线符合度，Pwind，i为第i个风速区间平均有功功率，P理论，i为机组参考密度下第i个风速区间保证或理论有功功率；根据符合度判断是否需要进行传递函数校准；
S8、根据步骤S5获取的保证功率曲线数据，利用步骤S6计算的平均功率计算自由流风速；
S9、根据步骤S6、步骤S8获得的数据，按照风向进行分区，并计算每个风向区间平均风速、平均自由流风速，计算公式为： 其中：Vi为第i个区间标准化平均风速，Vn,i,i为第i个区间数组j标准化风速；其中：Vfree，i为第i个区间标准化平均自由流风速，Vfree，n,i,i为第i个区间数组j标准化自由流风速；
S10、根据步骤S6、步骤S8、步骤S9获得的数据，按照风向进行分区，计算机舱风速与自由流风速差异系数、平均差异系数、差异系数标准偏差、差异系数离散度；计算公式为：Ki，j＝Vi，j/Vfree，i，j，其中：Vi，j为第i个区间数组j标准化风速，Vfree，i，j为第i个区间数组j标准化自由流风速，Ki，j为第i个区间数组j差异系数；Kave，i＝Vi/Vfree，i，其中：Vfree，i为第i个区间标准化平均自由流风速，Vi为第i个区间标准化平均风速，Kave，i为第i个区间平均差异系数； σi为第i个区间差异系数标准偏差，Ni为第i个区间数组j的总个数；εi＝σi/Kave，i，εi第i个区间差异系数离散度；
S11、根据步骤S10计算结果来确定有效扇区。
4.根据权利要求3所述的基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法，其特征在于：所述步骤S8利用平均功率计算自由流风速，方法为：利用一次线性插值法，对理论功率曲线进行分段拟合，得到理论曲线分段拟合函数，根据风电发电机组10min平均实测功率，利用风电场机组现场密度下保证功率拟合函数或标准密度下保证功率拟合函数反推出自由流风速；拟合函数计算方法为：Pi＝A*Vi+B，Pi为第i个风速段输出功率，Vi为第i个风速段标准化平均风速，A、B为一次插值函数斜率及截距。
5.根据权利要求3所述的基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法，其特征在于：所述步骤S11中确定有效扇区，具体方法为：考虑大于切入风速且小于额定风速的情况，尾流情况严重的扇区或有大型障碍物的扇区，Ki值明显较高或较低，提前排除以该障碍物为中心线±20°扇区；剩余扇区首先按照IEC-61400-12要求，将相邻扇区差异系数差值大于0.02的两个扇区进行二次剔除；根据Kave，i变化及差异系数离散度εi来进行评级，选择评级较小的扇区作为有效扇区，选择规则为Kave，i接近平均值且评级最小的10个扇区为有效扇区。
6.根据权利要求1所述的基于机组运行数据的分段风速传递函数校准方法，其特征在于：所述步骤三方法为：
S12、根据步骤S11确定的有效扇区，计算有效扇区内每个风速区间平均风速、平均自由流风速；其计算公式为： 其中：Vi为第i个风速区间标准化平均风速，Vn,i,i为第i个风速区间数组j标准化风速；其中：Vfree，ave，i为第i个风速区间标准化自由流风速，Vfree，n,i,i为第i个风速区间数组j标准化自由流风速；
S13、根据步骤S12计算结果，计算机舱风速与自由流风速校准函数，确定每个风速段风速修正系数，然后对实测风速修正进行指导，其计算公式为： 其中：Vfree，ave，i+1及Vfree，ave，i为第i和i+1个风速区间标准化自由流风速，Vave，i+1及Vave，i为第i和i+1个风速区间标准化平均风速，Vfree为修正后的自由流风速，V为机舱风速计的实测值。
7.一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准系统，包括：
数据采集模块，用于获取风电场机组历史运行数据，对数据进行标准化处理。
数据清洗模块模块，用于对标准化处理后的数据进行清洗，剔除异常数据；
机组功率曲线符合度计算模块，用于计算机组功率曲线符合度，判断是否需要校准；
差异系数等级评估模块，用于计算每个风向扇区风速差异系数及离散度，选择有效扇区，然后计算机舱风速与自由流风速校准函数，确定每个风速段风速修正系数，对实测风速修正进行指导。
8.一种基于机组运行数据的分段风速传递函数校准设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一项所述机组运行数据的分段风速传递函数校准方法。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时能够对机组运行数据的分段风速传递函数进行校准。
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