一种风机限电损失计算方法与流程

本发明属于电力控制领域，具体涉及一种风机限电损失计算方法。

背景技术：

1、风电能源企业在日常运维和管理过程中，需要实时的统计风电场整体及各台风机的运行损失电量，以针对性的对问题风机进行检修和维护，最大程度的提升风电场发电效能。其中，准确计算风机运行过程中的限功率状态的电量损失是个难点，也非常重要，其可以为风电场精确运维管理提供巨大帮助，可使得风电企业更加准确的开展人员绩效考核，精确的计算非自身因素导致的电量损失以免除自身责任等。

2、目前风电企业的限电损失计算大多依赖风机的状态码进行限功率状态判定，其计算的准确性极度依赖风机状态码的准确性。实际运行过程中，很多风机缺乏限功率状态码或者虽然能够提供限功率状态码，但是其计算准确性不高，计算策略偏向保守导致状态误判。此外，目前大多风机都无法提供更加精细化的agc限功率状态码，导致无法计算得到风场的agc限功率损失电量，从而无法帮助风电企业实现更加精细化的风场运行管理和运维。

3、因此，需要设计开发一种新型风电企业风机限电损失计算方法，提升常规风电企业的限功率损失计算准确性，并且能够准确计算风电场的agc限功率损失电量，为风电场精细化运维提供依据。

4、公开号为cn114297251a的专利发明了一种风电机组损失电量计算方法，其中对限电损失的计算依赖风机的agc信号和自限电信号来进行状态判定。但是该方法极度依赖风机plc给出的限功率状态码的准确性，实际应用中，几乎很少有风机可以给出agc限功率状态码，很多老旧的风机甚至连基本的限功率状态码都没有，因此无法基于状态码去判定风机的限功率状态乃至进一步判定agc限功率状态。此外，该方案中，风机的理论功率根据风机实际功率曲线计算得到，而准确的应发功率的获取还依赖准确的风速数据。在大多时候处于的非稳定工况下，传统的10min平均风速的准确性较低，且数据获取周期10min较长，导致时效性也较差，因此基于此平均风速得到的理论功率的准确性也较差，从而导致损失电量计算误差较大。

技术实现思路

1、为解决现有技术的问题，本发明提供一种风机限电损失计算方法，首先分别针对风电场内各风机，执行如下步骤s1至步骤s6,获得风机的有功功率差值、以及限功率运行状态，进而获得各风机分别所对应的有功功率差值、以及限功率运行状态；然后执行步骤s7至s10，完成所有风机总的agc自限电损失电量统计；

2、步骤s1、采集风机状态码、瞬时风速、有功功率、有功发电量、风机桨叶角对应历史时长的数据量，获得风机各指定类型数据对应历史时长的连续数据量；

3、步骤s2、对风机各指定类型数据对应历史时长的连续数据量进行预处理并更新，获得预设固定时间间隔的离散数据，进一步获得风机各指定类型数据对应历史时长的离散数据量；

4、步骤s3、根据离散数据的瞬时风速序列、预设时间窗，结合预设时间窗滑动时长，对该瞬时风速序列进行划分，获得各个时间窗对应的瞬时风速序列，并计算各个时间窗对应的瞬时风速序列的平均速度；进一步获得滑动时间窗平均风速序列；

5、步骤s4、基于风机各指定类型数据对应历史时长的连续数据量包括风机桨叶角、风机有功功率的历史数据，按预设条件进行预处理，并绘制风机实际功率曲线，再根据风机对应的滑动时间窗平均风速序列，获得风机的理论有功功率值；根据风机实时数据、风机理论有功功率值，计算其有功功率差值；

6、步骤s5、根据风机状态码，将风机分类为：第一类风机、第二类风机，之后执行步骤s6；

7、步骤s6、根据风机状态码、实时有功功率、风机桨叶角，以及有功功率差值，分别按照预设条件判定第一类风机、以及第二类风机的限功率运行状态；

8、步骤s7、根据步骤s6获得的第一类风机、第二类风机中各个风机的限功率状态、以及各个风机的理论有功功率值，计算各个风机的理论发电量，进一步获得所有风机总限功率损失电量；

9、步骤s8、采集风场升压站agc设定值信号和各个风机有功功率数据，计算获得风场升压站agc设定值与风机总有功功率的差值e，并按预设条件判断风场agc限功率状态；

10、步骤s9、在风场agc限功率状态下，并且在目标时间段内，针对步骤s6获得的限功率状态风机，获得agc限功率状态下风机时间段集合，然后对该集合内的风机计算其agc限功率损失电量,并求和获得总agc限功率损失电量。

11、进一步地，前述的s1中，利用风电场scada系统采集风机的数据。

12、进一步地，前述的步骤s2中，包括如下子步骤：

13、s201、对风机各指定类型数据对应历史时长的连续数据量存储与数据库，并对超过预设范围的数据进行剔除，并且进行数据更新；

14、s202、采用临近估计法将更新的数据进行字段统一处理，包括分别将时间戳、测点名称、测点值、测点所属风机名称、测点所属风场名称统一。

15、进一步地，前述的步骤s3具体为：

16、根据预设时间窗δt，对瞬时风速序列{vi,i＝1,2...a…m....b...n}，按如下公式计算时间窗瞬时风速序列的滑动平均风速：

17、v平均(t-1)＝∑(v1,...,vm)/m；

18、其中，vm为t1+δt时刻的风速，a,b,m为时间值，n为总时长。

19、进一步地，前述的步骤s4包括如下子步骤：

20、s401、按如下公式计算各个时间窗对应的瞬时风速序列的平均速度：

21、v平均(t-i)＝∑(va,...,vb)/(b-a+1)，

22、s402、按如下公式计算风机滑动平均风速序列：

23、{v平均(t-x),x＝1,2..i...n}，

24、其中，n为时间窗序号。

25、进一步地，前述的步骤s5包括如下子步骤：

26、s501、将风机滑动平均风速序列{v平均(t-x),x＝1,2..i...n}代入风机实际功率曲线p＝f(v)，计算风机的理论有功功率值p理论；

27、s502、根据风机实时有功功率值p实际，以及p理论，按如下公式计算风机有功功率差值：

28、δp＝p理论-p实际。

29、进一步地，前述的步骤s7包括如下子步骤:

30、s701、根据风机理论有功功率p理论，按如下公式计算各个风机的理论发电量：

31、q理论＝∫p理论dt；

32、s702、根据风机的限功率状态时间段集合{txi，i＝1,2...n}，得到每个限功率时间段txi的开始时间和结束时间，计算时间段txi的风机实际发电量q实际，如下式：

33、q实际＝μ*(q末-q初)，

34、其中，q初为时间段txi开始时间的有功电量，q末为时间段txi结束时间的有功电量，μ为风机预设电量斜率参数；

35、s703、按如下公式计算n个限功率时间段txi的风机总限功率损失电量q总损：

36、q总损＝∑q总损i＝∑(q理论i-q实际i)＝∑(∑q理论i5/10min-∑q实际i5/10min)，

37、其中，i＝1,2...n。

38、进一步地，前述的步骤s8包括如下子步骤：

39、s801、计算风场所有风机总有功功率如下式：

40、p总＝∑pi，

41、其中，pi为第i个风机的有功功率，i＝1,2...n风机；风机数为n风机；

42、s802、按如下公式计算风场所有风机总装机容量：

43、p额总＝∑pi额定，其中，pi额定为第i个风机的额定有功功率，i＝1,2...n风机；

44、s803、如下公式计算风场总有功功率的差值：

45、e＝pagc-p总。

46、进一步地，前述的步骤s9包括如下子步骤：

47、s901、根据agc限功率损失电量qagc损i，按如下公式计算风场的总的agc限功率损失电量：

48、qagc总损＝∑qagc损i，i＝1,2...,nx；

49、s902、按如下公式计算所有风机总的自限电损失电量：

50、q自限电总损＝q总损-qagc总损。