用于確定風(fēng)力發(fā)電機組的時間可利用率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域,更具體涉及一種用于確定風(fēng)力發(fā)電機組的時間可利用 率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電機組的時間可利用率是反映風(fēng)力發(fā)電機組性能的一個重要指標,也是衡 量風(fēng)電場發(fā)電機組運行質(zhì)量水平高低的一個標準。常規(guī)的可利用率計算方法是:在一個統(tǒng) 計時間周期內(nèi),減去風(fēng)力發(fā)電機組因故障、維修、電網(wǎng)和自然環(huán)境引起的停機時間后余下的 時間值與這個統(tǒng)計周期的時間比值,基本的計算方法為:A=(T1-T2)/T1X100%,其中A為 機組可利用率,T1為統(tǒng)計時間,T2為統(tǒng)計周期內(nèi)故障時間、維護時間、電網(wǎng)和自然環(huán)境引起 的停機時間之和。這類傳統(tǒng)的計算方法,沒有對風(fēng)力發(fā)電機組實際運行的各狀態(tài)進行分析, 只是對風(fēng)力發(fā)電機組幾種停機的時間值進行了統(tǒng)計計算,上述的算法中,停機時間不含風(fēng) 力發(fā)電機組待機的時間,也不含機組數(shù)據(jù)丟失等狀態(tài)下的機組實際不可利用的時間。由此 方式計算出的風(fēng)力發(fā)電機組的可利用率數(shù)值準確度低,并且與風(fēng)機實際的可利用率值誤差 較大,并不能真實反映風(fēng)力發(fā)電機組實際的可利用率狀況。
[0003] 中國專利申請CN 103390106A(申請?zhí)枮?01310309563.4,申請日為2013年07月22 日)公開了一種風(fēng)電設(shè)備可利用率的計算方法。這種方法與傳統(tǒng)的計算方法相比,區(qū)別是用 間接的方法計算了停機時間,主要通過獲取風(fēng)機統(tǒng)計時間段的有功功率,計算有功功率轉(zhuǎn) 移值,從而得到目標函數(shù)值,轉(zhuǎn)換為機組停機時間。這種算法沒有細分機組運行時間類型, 沒有從改變機組自身統(tǒng)計時間的精確度出發(fā),只是利用外部算法來彌補傳統(tǒng)方法的計算精 度,無法擺脫傳統(tǒng)計算方法的束縛,準確性和精度仍存在很多的局限性。
[0004] 因此,需要一種計算準確度高,真實反映風(fēng)力發(fā)電機組可利用率的計算方法,解決 現(xiàn)有可利用率計算準確度不高,誤差較大的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 針對現(xiàn)有計算方法存在的問題,本發(fā)明通過采用一種劃分風(fēng)力發(fā)電機組運行狀態(tài) 的方式,將機組的所有狀態(tài)劃分到與機組時間可利用率計算相關(guān)的包括并網(wǎng)、待機、停機、 維護等多個等級內(nèi),通過多等級計算完成可利用率的精細化計算,提供一種計算準確度高, 真實反映風(fēng)力發(fā)電機組可利用率的計算方法,解決現(xiàn)有可利用率計算準確度不高,誤差較 大的問題。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明,提供了一種用于確定風(fēng)力發(fā)電機組的時間可利用率的方法,包括:對 機組的運行狀態(tài)信號進行編碼;將狀態(tài)編碼進行分級;采集機組的運行狀態(tài)信號,以確定狀 態(tài)編碼以及相應(yīng)的分級;確定一個時間段內(nèi)的有效狀態(tài)編碼,其中,所述有效狀態(tài)編碼是根 據(jù)該時間段內(nèi)所采集到的運行狀態(tài)信號所確定的分級級別最高的狀態(tài)編碼;統(tǒng)計所述時間 段內(nèi)對應(yīng)于該有效狀態(tài)編碼的狀態(tài)編碼的出現(xiàn)次數(shù),并將該次數(shù)量化為時間數(shù)值;根據(jù)多 個時間段內(nèi)分別確定的多個有效狀態(tài)編碼所對應(yīng)的量化時間數(shù)值來確定風(fēng)力發(fā)電機組的 時間可利用率。
[0007] 優(yōu)選地,將對應(yīng)于停機的分級的有效狀態(tài)編碼的量化時間數(shù)值進行累加;將對應(yīng) 于可利用時間的分級的有效狀態(tài)編碼的量化時間數(shù)值進行累加;通過將上述兩個累加值進 行比較得到比值;通過用1減去這個比值得到風(fēng)力發(fā)電機組的時間可利用率。
[0008] 優(yōu)選地,將對應(yīng)于不屬于停機的分級的有效狀態(tài)編碼的量化時間數(shù)值進行累加; 將對應(yīng)于可利用時間的分級的有效狀態(tài)編碼的量化時間數(shù)值進行累加;通過將上述兩個累 加值進行比較得到風(fēng)力發(fā)電機組的時間可利用率。
[0009] 優(yōu)選地,將對應(yīng)于計劃糾正措施、故障停機的分級的有效狀態(tài)編碼的量化時間數(shù) 值進行累加;將對應(yīng)于正常并網(wǎng)發(fā)電、欠功率運行、待機、超出環(huán)境規(guī)格、非故障停機、超出 電氣規(guī)格、計劃糾正措施、故障停機的分級的有效狀態(tài)編碼的量化時間數(shù)值進行累加;通過 將上述兩個累加值進行比較得到比值;通過用1減去這個比值得到風(fēng)力發(fā)電機組的時間可 利用率。
[0010]在本發(fā)明中,按照級別從低到高,將狀態(tài)編碼分級為:正常并網(wǎng)發(fā)電、欠功率運行、 待機、超出環(huán)境規(guī)格、非故障停機、超出電氣規(guī)格、計劃內(nèi)維護、計劃糾正措施、故障停機、暫 停作業(yè)、不可抗力、無數(shù)據(jù)。
[0011] 優(yōu)選地,根據(jù)采集到的一個或多個運行狀態(tài)信號,周期性地確定狀態(tài)編碼以及相 應(yīng)的分級。
[0012] 優(yōu)選地,在所述時間段內(nèi),周期性地確定是否更新有效狀態(tài)編碼,其中,當新采集 而確定的狀態(tài)編碼具有比當前有效狀態(tài)編碼更高的分級級別時,以新狀態(tài)編碼更新當前有 效狀態(tài)編碼,否則保留當前有效狀態(tài)編碼。
[0013] 優(yōu)選地,根據(jù)確定狀態(tài)編碼的頻率,將對應(yīng)于有效狀態(tài)編碼的狀態(tài)編碼的出現(xiàn)次 數(shù)量化為時間數(shù)值。
[0014] 優(yōu)選地,在統(tǒng)計所述時間段內(nèi)對應(yīng)于該有效狀態(tài)編碼的狀態(tài)編碼的出現(xiàn)次數(shù)時, 所述的對應(yīng)于該有效狀態(tài)編碼的狀態(tài)編碼包括該有效狀態(tài)編碼所直接對應(yīng)的狀態(tài)編碼以 及與該有效狀態(tài)編碼屬于同一分級級別的其他狀態(tài)編碼。
[0015] 優(yōu)選地,根據(jù)多個時間段內(nèi)分別確定的多個有效狀態(tài)編碼所對應(yīng)的量化時間數(shù)值 來統(tǒng)計各個分級的時間;根據(jù)各個分級的時間來計算風(fēng)力發(fā)電機組的時間可利用率。
[0016] 將計算時間可利用率的因子劃分成多級別,考慮各種影響可利用率計算的因素, 這樣就實現(xiàn)了計算的全面化。對機組進行全狀態(tài)監(jiān)控,并將各種狀態(tài)量參與到可利用率計 算過程中,對維護人員的維護行為以電子表單的方式掌控,這樣就實現(xiàn)了計算的精細化,有 益于對風(fēng)電場運營狀況進行合理評估。從數(shù)據(jù)采集到分析各個環(huán)節(jié)優(yōu)化,全面提升計算質(zhì) 量。
【附圖說明】
[0017] 下面參考附圖結(jié)合實施例說明本發(fā)明。在附圖中:
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于確定風(fēng)力發(fā)電機組的時間可利用率的方法的流 程圖;以及
[0019] 圖2是圖1中用于確定一個時間段內(nèi)的有效狀態(tài)編碼的步驟的進一步的方法的流 程圖。
【具體實施方式】
[0020] 在本發(fā)明中,風(fēng)力發(fā)電機組有時被簡稱為"風(fēng)電機組"或"機組"。
[0021] 本發(fā)明提出的風(fēng)力發(fā)電機組時間可利用率的計算方法,簡略地說,可以包括以下 步驟:
[0022] 1、將風(fēng)力發(fā)電機組的全生命周期運行狀態(tài)以編碼的方式標記。
[0023] 2、將與計算風(fēng)力發(fā)電機組時間可利用率的不可或缺的因素劃分為若干個級別,并 將風(fēng)力發(fā)電機組的全生命周期所有運行狀態(tài)編碼歸類到這若干個級別中。
[0024] 3、通過風(fēng)力發(fā)電機組控制器采集機組運行狀態(tài)信號。
[0025] 4、對于所列若干個級別,設(shè)定在同一采樣周期內(nèi),只能有一個計算等級占據(jù)唯一 的有效狀態(tài)編碼,值越大的,占用狀態(tài)編碼的級別越高;同一級別的狀態(tài)出現(xiàn)多個時,只選 取一個編碼作為有效編碼。
[0026] 5、周期性獲取當前機組的有效編碼,并發(fā)送給中央控制器。
[0027] 6、中央控制器實時獲取狀態(tài)編碼,并將其量化為時間值。
[0028] 完成每個狀態(tài)等級的數(shù)據(jù)計算,將所有單個狀態(tài)編碼時間數(shù)據(jù)累加。
[0029] 7、滿足計算時間可利用率的統(tǒng)計周期(周、月、年)后,中央控制器根據(jù)下面的算法 計算時間可利用率,對于非風(fēng)力發(fā)電機組自身原因?qū)е碌臒o法正常工作時間,計算過程中 將這段時間從總的統(tǒng)計中去除。根據(jù)狀態(tài)編碼細分故障原因,將因為環(huán)境因素、電網(wǎng)因素、 非故障停機等認為是機組可利用時間。從而得出具體的計算公式。
[0030] 下面將結(jié)合附圖來具體地說明本發(fā)明的實施例。
[0031] 實施例一
[0032] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于確定風(fēng)力發(fā)電機組的時間可利用率的方法的流 程圖。
[0033] 如圖1所示,本發(fā)明提出的風(fēng)力發(fā)電機組時間可利用率的計算方法,按如下步驟實 施,其中步驟S101-S107是由單臺機組控制器實現(xiàn)運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、歸類及分析,獲取 關(guān)鍵的有效編碼,步驟S109和步驟S111由中央控制器實現(xiàn)多臺機組的有效編碼采集及量化 的時間計算,統(tǒng)計不同狀態(tài)級別的時間,并最終完成機組時間可利用率計算。
[0034]圖1的方法100開始于步驟S101,在此步驟,對機組的運行狀態(tài)信號進行編碼。具體 地說,將風(fēng)力發(fā)電機組的全生命周期運行狀態(tài)數(shù)據(jù)以編碼的方式標記。例如,典型的編碼包 括:編碼S0:通信中斷信號觸發(fā);編碼S1:故障停機信號觸發(fā);編碼S2:塔底停機信號觸發(fā);編 碼S3:機艙停機信號觸