[发明专利]基于电压电流平衡性的风力发电机运行状态分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力发电机，尤其涉及一种基于电压电流平衡性的风力发电机运行状态分析方法。

背景技术

随着国家对风电能源产业的大力投入，风电场的规模迅速扩大，致使风电企业的运营管理面临着巨大的压力，尤其是在风力发电机管理和维修方面。同时，风力发电机故障停机时有发生，风电企业担心突发事故的发生。目前，采用的风力发电机运行维护维修手段具有一定滞后性，现场的风力发电机维护维修人员技术水平普遍较低，难以及时有效的对风力发电机进行维护维修。

由于风电场不断建成和投入运营，风力发电机数量迅速增多，及时有效的对风力发电机进行运行维护维修是一个亟待解决的问题。由于风力发电机运行维护维修人员的数量有限，风力发电机运行状态监测技术手段单一等矛盾凸显，由于无法及时对风力发电机进行维护维修造成的风力发电机故障的风险增大。通常，风电场会安装基于数据采集与监视控制系统的报警系统对风力发电机运行状态进行监测，但由于其为故障事后报警，维修人员只能在故障发生后对风力发电机进行维修，无法为维护维修人员提供风力发电机运行状态信息。对于大多数的风电场，其对风力发电机的维护维修还多采用定期巡检和故障事后维修的方式对风力发电机进行维护和维修。由于风力发电机维修资源紧缺和技术条件有限，对风力发电机的维护维修难以达到及时维修，致使在巡检间隔内无法对风力发电机进行及时的维护维修，在巡检间隔内只有当风力发电机发生故障后才会得到维修，不仅会造成维修停机损失，也增加了风力发电机维修成本。

风力发电与火力发电等传统发电方式有着非常大的不同，风力发电具有间歇性和随机性。火力发电等传统发电方式中采用的发电设备运行状态分析方法难于应用到风力发电设备运行状态分析中。针对上述问题，本发明提供了一种基于电压电流平衡性的风力发电机运行状态分析方法，可对风力发电机运行状态进行实时分析。通过利用风力发电机输出的三相电压和三相电流数据内隐含着的风力发电机运行状态信息，实现对风力发电机运行状态进行分析。

发明内容

为了解决上述技术问题本发明提供一种基于电压电流平衡性的风力发电机运行状态分析方法，目的是对风力发电机运行状态进行分析。

为达上述目的，本发明基于电压电流平衡性的风力发电机运行状态分析方法，包括下述步骤：(1)历史三相电压和电流数据读取：从风电场数据采集与监视控制系统数据库中读取有效的历史三相电压和电流数据；(2)三相电压和电流系统不平衡偏差修正：采用读取的历史三相电压数据中的一相电压作为基准，对其它两相电压和进行系统不平衡偏差修正，以一相为基准，采用最小二乘法分别对其它两相进行线性拟合，经线性拟合后，得到修正后的其它两相电压值；采用读取的历史三相电流数据中的一相电流作为基准，对其它两相电流进行系统不平衡偏差修正，以一相电流为基准，采用最小二乘法分别对其它两相电流进行线性拟合，经线性拟合后，得到修正后的其它两相电流值；(3)三相不平衡度限值的计算：先分别计算历史三相电压数据的每相不平衡度；其次，计算三相电压不平衡度ΔV＝max{ΔV_A，ΔV_B，ΔV_C}，最后统计历史三相电压数据的三相电压不平衡度ΔV的标准偏差，并将其作为三相电压不平衡度限值；计算历史三相电流不平衡度限值：首先，分别计算历史三相电流数据的每相不平衡度；其次，计算三相电流不平衡度ΔI＝max{ΔI_A，ΔI_B，ΔI_C}，最后统计历史三相电流数据的三相电流不平衡度ΔI的标准偏差，并将其作为三相电流不平衡度限值；(4)实时三相电压和电流数据采集：从风电场数据采集与监视控制系统实时读取三相电压和电流数据；(5)实时三相不平衡度计算：首先，对实时采集的三相电压和电流数据三相电压和电流系统不平衡偏差修正，然后，计算三相电压和电流所对应的三相电压不平衡度和三相电流不平衡度；(6)风力发电机运行状态分析：将实时三相不平衡度同三相不平衡度限值进行对比，判定风力发电机运行状态，当完成风力发电机运行状态判定后，返回至第(4)步重复执行。

所述读取的历史三相电压和电流数据时间长度为至少15天，数据的采集时间间隔为1分钟，对读取的历史数据进行预处理，去除读取数据中的无效数据。

所述的无效数据为停机时采集的数据，故障时采集的数据，极端天气条件下采集的数据，网络故障时采集的数据，传感器故障时采集的数据和风力发电机调试时采集的数据；其中，极端天气条件是指雷击、冰雹、飓风、地震、海啸、洪水、火山喷发。