[发明专利]一种SCADA数据挖掘的风电机组功率曲线的获取系统及方法

说明书

本发明提供的一种SCADA数据挖掘的风电机组功率曲线获取系统及方法，包括以下步骤：步骤1，从风电机组的SCADA数据库中获取挖掘数据集；步骤2，从挖掘数据集中获取有效挖掘数据集；步骤3，将有效挖掘数据集进行划分，得到多个有效挖掘子数据集；步骤4，得到多个有效子数据集；步骤5，得到多个反归一化处理后的有效子数据集；步骤6，得到有效数据集；步骤7，计算得到网格点集；步骤8，根据网格点集获取风电机组功率曲线；本发明在计算过程中排除了风向与机舱方向不一致影响，并采用密度聚类方法严格提出机组运行异常工况参数，以机组运行最多的工况为拟合对象，联合机舱传递函数构建了其机舱轮毂前自由流风速与机组功率的关系曲线。

技术领域

本发明涉及风力机发电领域，尤其涉及一种SCADA数据挖掘的风电机组功率曲线的获取系统及方法。

背景技术

风电机组采用功率曲线描述实际出力特性，其表征了风力机轮毂高度处风速与发电机输出功率之间的函数关系，是评价风电机组性能的重要指标之一。针对单台风电机组，国际电工委员会(IEC)出台了61400-12性能试验标准，通过性能试验可获得置信度高、能直接用于考核与评价的功率曲线，但性能试验需要安装测风装置长期测量等导致成本较高，国内主要通过采集SCADA数据分析绘制机组功率曲线，SCADA数据中风速测点安装在机舱顶部以采集机舱风速，风轮和机舱使得该风速测点处风流严重畸变，因此机舱风速不能准确反映轮毂处自由流风速，一般通过建立机舱传递函数(NTF，nacelletransfer function)法获得机舱风速与自由流风速的实际对应关系，提供基于预测自由流风速的功率曲线。由于SCADA数据中异常点较多，之前的功率曲线拟合计算结果极易受异常点影响导致其代表性不足、准确度不够。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SCADA数据挖掘的风电机组功率曲线的获取系统及方法，解决了现有的SCADA数据中异常点较多，导致拟合结果准确度不够的缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种SCADA数据挖掘的风电机组功率曲线获取方法，包括以下步骤：

步骤1，以风电机组运行负荷全范围为采样范围，从风电机组的SCADA数据库中以预设的采样周期获取挖掘数据集，所述挖掘数据集包括若干组观测数据，每组观测数据包括有功功率、机舱风速以及风向标与机舱中轴线之间的夹角；

步骤2，根据步骤1得到风向标与机舱中轴线之间夹角，从挖掘数据集中获取有效挖掘数据集；

步骤3，根据获取得到的机舱风速，将步骤2得到有效挖掘数据集进行划分，得到多个有效挖掘子数据集；

步骤4，对步骤3中得到的每个有效挖掘子数据集进行归一化处理，得到归一化处理后的有效挖掘子数据集；

对归一化处理后的每个有效挖掘子数据集中每组观测数据的有功功率、机舱风速进行二维聚类，获得归一化处理后的每个有效挖掘子数据集的不同子类；

统计归一化处理后的每个有效挖掘子数据集中每个子类的观测数据量，将最大观测数据量对应的子类作为该归一化处理后的有效挖掘子数据集的子类，得到多个有效子数据集；

步骤5，对步骤4中得到的每个有效子数据集中的每个观测数据的机舱风速和有功功率进行反归一化处理，得到多个反归一化处理后的有效子数据集；

步骤6，将步骤5中得到的多个反归一化处理后的有效子数据集中的所有观测数据进行合并，得到有效数据集；

步骤7，根据步骤6中得到的有效数据集，结合移动平均法计算得到网格点集；

步骤8，根据步骤7中得到的网格点集获取风电机组功率曲线。

优选地，步骤2中，根据步骤1得到风向标与机舱中轴线之间夹角，从挖掘数据集中获取有效挖掘数据集，具体方法是：