[发明专利]一种风电机组功率曲线异常散点识别系统及方法

说明书

本发明属于风力发电技术领域，涉及一种风电机组功率曲线异常散点识别方法，根据机组的设计功率曲线确定每个风速中心点对应的功率波动范围；对机组的风速‑功率数据进行分风速段处理；其次，对每个风速段内的数据，根据优化后的功率数据，提取中位数对应的功率值作为参考功率，进而依据对应风速段的功率波动范围及经验值得出上下限功率值；依据得出的功率限值，对风速‑功率散点数据集进行自适应加窗处理，识别并剔除异常散点数据；得到剔除掉异常散点的风速‑功率数据，进而绘制功率曲线，确定其准确性。该方法简单实用，大大减小了固定比例加窗筛选数据的误差，准确性高且计算量小，具有很大实际意义。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风电机组功率曲线异常散点识别系统及方法。

背景技术

在利用机组运行数据，依据《GBT 18451.2-2012风力发电机组功率特性测试》标准绘制功率曲线过程中，在机组的功率散点图中会出现很多异常的散点，如图2所示。其原因可分为三种：第一，由于电网调度指令，风电场实行限功率措施；第二，在所计算的时段内，机组有启/停机的动作，在计算平均功率的过程中，导致不能反映真实的情况，拉低了功率值；第三，风速风向变化大或者湍流等的影响，风速仪测得的数据与机组实际面对的风况不符。

目前，在剔除这类数据的过程中，有根据桨距角、发电机转速和转矩等之间的对应关系判断机组是否出力异常来判断异常散点的，这种方法需要借助额外的参量，增加了数据的维度，并且需要掌握机组内在的控制逻辑，通用性不强。还有通过于均值距离判别(AVDC)、局部异常因子(LOF)以及考虑噪声的基于密度的聚类(DBSCAN)等方法识别异常散点，达到剔除异常点，保证功率曲线准确性的目的，但该方法所涉及的算法较复杂，计算量大，效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风电机组功率曲线异常散点识别系统及方法，解决了现有算法复杂、计算量大及效率低的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种风电机组功率曲线异常散点识别方法，包括以下步骤：

S1、根据风电机组的设计功率曲线，确定每个风速中心点的功率波动范围；

S2、根据采集的某时间段内的风速和功率数据，建立风速-功率散点数据集，对风速-功率散点数据集进行分风速段处理，形成多个分风速段的风速-功率散点集合；

S3、对风速-功率散点集合中额定风速前的功率数据进行异常散点识别及剔除；对风速-功率散点集合中额定风速后的功率数据异常散点识别及剔除；

对剔除完成后的功率数据取中位数，作为该风速区间的参考功率，进而依据S1中对应风速段的功率波动范围及经验值得出该风速段的上限功率值和下限功率值，进而得到该风速中心点的功率散点变化范围；

S4、依据得出的风速中心点的功率散点变化范围，对风速-功率散点数据集进行自适应加窗处理，识别并剔除异常散点数据；

S5、得到剔除掉异常散点的风速-功率数据，进而得到风电机组实测功率曲线。

进一步，S1具体包括以下步骤：

S1.1、对设计功率曲线上的功率提升段内的风速段进行分风速段处理，得到若干个风速中心点；

S1.2、确定出每个风速中心点的上限风速和下限风速，据风电机组的设计功率曲线得到每个风速中心点对应的风速中心点功率、上限风速功率和下限风速功率；

S1.3、根据风速中心点功率、上限风速功率和下限风速功率计算出该风速中心点在上下限风速内的功率变化率。

进一步，S1.3具体为：某风速中心点的风速为x，风速中心点功率为Px，上限风速对应的上限风速功率为Px⁺，下限风速对应的下限风速功率为Px^-，则上限风速相较风速中心点的功率变化率为