[发明专利]一种基于功率曲线健康状态分级的风机实时评价方法

说明书

本发明公开了一种基于功率曲线健康状态分级的风机实时评价方法，该方法包括通过厂家提供的待评估风机的型号对应的风功率曲线表数据，使用最小二乘方法建立风机功率曲线的数学模型，拟合形成风功率曲线图；以0.2米风速为一个最小单位，对所述功率曲线图进行分割；通过所述待评估风机最近1年的历史运行秒级数据，在所述功率曲线图上绘制秒级数据的风速‑功率散点图。本申请提供的方法通过历史运行数据得到功率曲线中的状态分级情况，通过实时运行数据判定风机的运行状态是否健康。利用统计数据计算得出风机健康状态的实时评价，方法切实可行，结论合理，有助于风机的运行和维护等相关应用。

技术领域

本发明涉及风电运行状态评估技术领域，特别是涉及一种基于功率曲线健康状态分级的风机实时评价方法。

背景技术

在当前的能源环境背景下，新能源发电特别是风力发电的发展受到了广泛的关注。发展风电成为了减少国民经济对化石能源的依赖、解决能源生产与消费之间的矛盾和减少温室气体排放保持生态平衡的重要途径。随着资源与环境双重压力的持续增大，发展风力发电已成为我国甚至是国际未来能源利用的发展方向。

在过去的一段时间里，风力发电行业快速发展，已经成为我国新能源快速发展的重要力量，极大地推动了我国能源体制改革。但是我国的风电产业依然缺乏核心技术和资料，这使得我国风电技术的发展跟不上风力发电产业发展的需要。随着并网风机的数量越来越大，风电机组运行时间也在不断地増长，风机齿轮箱、主轴及叶片等设备的损坏事故频繁发生，甚至还有风力发电机组倒塌事故发生。这些故障的出现严重地影响了机组正常运行，甚至使得机组停运，对机组的发电质量和经济运行造成了极大的破坏。因此，对风电机组性能的评估研究就显得尤为重要。

发明内容

本发明提供了一种基于功率曲线健康状态分级的风机实时评价方法。

本发明提供了如下方案：

一种基于功率曲线健康状态分级的风机实时评价方法，包括：

通过厂家提供的待评估风机的型号对应的风功率曲线表数据，使用最小二乘方法建立风机功率曲线的数学模型，拟合形成风功率曲线图；

以0.2米风速为一个最小单位，对所述功率曲线图进行分割；

通过所述待评估风机最近1年的历史运行秒级数据，在所述功率曲线图上绘制秒级数据的风速-功率散点图，并去除非运行状态下的点；

通过概率统计分位数设置分割点，在所述风速-功率散点图上划分健康区间、故障区间和亚健康区间；

通过计算所述待评估风机运行的实时十分钟数据获得十分钟内的功率平均值，通过所述功率平均值对风机健康状态进行实时评价。

优选的：所述最小二乘方法使用的函数为多项式拟合函数，所述多项式拟合函数为：

y＝∑θ_ixⁱ

式中，θ_i为第i阶变量的系数，x为风速变量，i为多项式拟合的阶数，y为风机的功率。

优选的：划分健康区间方法为：

对每个分割的小区间做单独的分析，以次序统计量的高四分位数为健康区间的分割点，即在分段的散点分布图中，将中间75％的正常运行的点的最高点定为健康区间的上边界，将最低点定为健康区间的下边界，上边界和下边界中间的区域定为该段的健康区间。

优选的：划分故障区间方法为：

对健康区间外的故障点进行次序统计，以低四分位数为故障区间的分割点，即在位于健康区间上方的故障点中，以靠近健康区间的25％个点的最高点定为故障区间的上边界；在位于健康区间下方的故障点中，以靠近健康区间的25％个点的最低点定为故障区间的下边界，上边界以上以及下边界以下的区域定为该段的故障区间。