[发明专利]一种风力发电机发电性能的评价方法及装置

说明书

本申请公开了一种风力发电机发电性能的评价方法及装置。其中，该方法包括：获取风力发电机处于运行状态下的功率，以及风力发电机处于运行状态时的风速和风向数据；依据风速和风向数据确定修正后的风速；对修正后的风速和修正后的风速对应的功率分别进行区间划分，得到多个风速区间和多个功率区间，其中，每个风速区间中数据点最多的功率区间为该风速区间的区间数据集；依据区间数据集绘制风力发电机的实际功率曲线，并依据风力发电机的实际功率曲线和风力发电机的理想功率曲线评价风力发电机的发电性能。本申请解决了现有的风力发电机的发电性能评价方法精确度较低的技术问题。

技术领域

本申请涉及风力风力发电机性能评价领域，具体而言，涉及一种风力发电机发电性能的评价方法及装置。

背景技术

风力发电占总发电装机比重越来越高。随着新能源政策补贴取消，竞价上网时代已经来临，电网配网改革也对风电提出了更高的适应性要求，竞争更加激烈、严酷，给风电行业生产、运营、管理提出了严峻挑战。

风力发电机(以下简称风机)是风电企业生产的基本单位，相对于风电装机的发展速度，风机相关技术的发展速度相对滞后，普遍存在风机功率曲线不达标等性能问题。而风机性能的好坏是影响发电量的最主要因素，是风电企业盈利的关键。对风机性能进行定量分析，抓重点精准突破，是提高发电量、降低发电成本的关键技术。

风机是将风能转化为电能的装置，风能转化为电能的转化效率代表风力发电机性能，简化为风速——功率对应关系。

风机性能分析依赖于数据源、网络平台、分析方法。随着风电集控系统成为区域公司“无人值班、少人值守”的标配，集控中心是天然的数据源和网络平台，数据源和网络平台问题迎刃而解。利用集控系统的便利条件研究风电场最为关注的风机性能分析问题，具有重要的技术应用意义。

风力发电机性能评价主要通过绘制功率曲线。国际标准IEC61400-12-1标准中给出了采用比恩斯原理绘制功率曲线的方法，能够根据风电机组10分钟平均风速和功率数据绘制反映机组整体运行性能的功率曲线。具体流程如下：

数据源：从区域集控系统取得风力发电机风速、功率数据；数据清洗：剔除测量原因造成的异常数据，获得全体数据集；区间划分：将数据组按照0.5m/s风速间隔进行划分，获得区间数据集；发电能力：将区间数据集内的功率数据进行平均，作为该风速区间风力发电机的发电能力；绘制曲线：所有风速区间发电能力计算完成后得到一组风速—功率对应关系，根据该对应关系绘制风速—功率曲线，称为实际功率曲线；劣化程度：根据实际功率曲线和理论功率曲线，计算风力发电机性能劣化程度。

上述风力发电机性能的评价方法存在以下缺点：

1)数据清洗不彻底，现有数据清洗方法只能剔除因测量原因造成的异常数据，不能剔除风力发电机设备状态原因造成的异常数据。

2)未考虑风的高波动性，自然界的风具有高波动性，风处于加速阶段、减速阶段、平稳阶段，风力发电机性能表现各不相同。此外，风力发电机偏航是大滞后系统，风向的集中度对风力发电机的性能也有较大影响。因此，在不考虑风速变化率和风向集中度的情况下，单独按照风速进行区间划分不能准确体现风力发电机性能。

3)发电能力评价方法精度不足，以风速区间内的平均功率作为该风速区间内风力发电机的发电能力精度不足。以风速在[4m/s，4.5m/s]区间为例，上述方法实际上是将风速在[4m/s，4.5m/s]区间内的功率平均值作为风力发电机在4.25m/s风速时的发电能力。考虑到数据样本可能集中在4.1m/s或4.4m/s附近，上述方法得到的结果将产生偏差。

针对现有的风力发电机的发电性能评价方法精确度较低的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种风力发电机发电性能的评价方法及装置，以至少解决现有的风力发电机的发电性能评价方法精确度较低的技术问题。