[发明专利]一种风电机组性能评估方法及装置

说明书

本发明公开了一种风电机组性能评估方法及装置，包括：S1.根据风电机组SCADA系统的风速和功率的散点数据，得到风电机组的实际拟合功率曲线；S2.基于风电机组实际拟合功率曲线向四方扩展，得到一个能体现机组性能良好的正点区间；S3.通过统计一段时期内风速‑功率散点落在所述正点区间内所有散点数与总数之比，得到的统计值即出力正点率，可作为机组性能量化指标评价机组的性能状况。本发明以出力正点率为机组性能量化指标，通过区间统计，不易受微小偏差影响，准确性高，能较好反映机组的性能，可以直接比较不同机组的性能优劣或同一机组的性能变化情况；该方法简单，能快速统计得到机组性能评估结果，可以做到实时评估机组改进后效果。

技术领域

本发明涉及风电机组性能评估领域，特别是涉及一种风电机组性能评估方法及装置。

背景技术

在传统化石能源使用占比不断下降的今天，世界各国已经将目光转到可再生能源的开发上来，可再生能源的重要性日益增强。其中风能作为一种绿色清洁的可再生能源，已经引起了我国的广泛研究和使用，风电机组的装机量以及发电占比逐年增长，而风电机组的健康正常运行一直都是保证风电场盈利水平的主要手段和影响因素，每年因风电机组故障损失的发电量和维护费用都给风电场带来巨大的经济损失。为此，建立量化风电机组性能评估指标，通过对风电机组性能评估结果进行高精度、全面性分析，能够为后续技改效果的评价奠定良好基础，从而提高风电机组的安全性和可靠性，减少维护时间和维护成本，辅助风电场智能运维。

现有风电机组性能评估方法主要有：

(1)通过比对SCADA系统生成的实际功率曲线与在理想工况条件下的代表性功率曲线的差别来体现风力发电机发电性能的优劣。

(2)将风速划分为低和高风速段，基于“风速-功率”散点数据的空间分布特征计算低效区域面积及数据占比作为机组运行状态异常程度评价指标，并设置阈值判断机组运行性能是否异常。

(3)计算同一风场各机组的功率加权离散度，并计算出平均功率加权离散度。基于所有机组的理论功率曲线和平均功率加权离散度，评估机组的性能。

(4)基于标准额定风速构建标准功率系数曲线，并确定风速系数校正函数得到校正后的风速系数，根据标准功率系数曲线和校正后的风速系数实现对不同风电机组的性能评估。

(5)获取风电机组与每个湍流强度区间下的各风速区间对应的设计功率曲线，并基于实际功率曲线和设计功率曲线对风电机组进行发电性能评估，实现机组性能评估。

(6)通过获得每个风速对应的风力发电机有功功率值，并通过对其积分求和获得统计区间内的保证发电量计算出性能值，评估风电机组的性能

而其中较为传统的方法为上述方法(1)，上述方法得到的结果有明显偏差，主要因为：

(1)风电场所覆盖的地域范围较大，不同机组的地理条件差别较大，导致各风电机组的工况不完全相同，与理想工况存在合理的差异，这会导致实际功率曲线和代表性功率曲线的比对结果必然存在较大误差，为此计算的结果过于片面；(2)整机场商向风场业主提供的额定风速与风电机组的理论额定风速存在偏差且无规律，且一般都在SCADA系统对风速仪实时测得风速数据进行不同程度修正，且修正函数各异，为此计算的结果准确性降低，难以得到广泛认可；(3)此外，这种也无法对机组性能进行量化以及反馈其变化趋势，难以指导风场开展后期改进措施。

另外，通过在机舱安装激光测风雷达等措施，采集风速数据，对湍流、风切变等参数进行分析，进而评估机组性能的方法，需要借助额外的硬件设备，通过分析风的情况间接判断机组的出力效果，成本较高，评价不够直观的情况，且操作较为专业复杂，安全性欠佳。

还有，通过计算等效利用小时数对机组性能进行评估，该方法更多受风况的影响，也不能准确反映风机设备的性能状况。