[发明专利]一种风电机组发电效率实时监控诊断方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种风电机组监控方法，特别涉及一种风电机组发电效率实时监控诊断方法及装置。

背景技术

风力发电是世界公认的商业化程度较高的可再生能源技术之一。在当今强调环境保护、科学地可持续发展的背景下，风力发电被认为是清洁的能源利用形式。在过去的10年里，由于年平均增长率接近28%，风力发电已成为世界上增长最快的可再生能源。

在风力发电快速发展的同时，风电机组运行过程中暴露出的问题越来越突出，尤其是关键机械部件发生的故障导致机组非正常停机维修，严重降低了发电效率。由于风电机组因故障导致的维修不便性使得应用问题日益突出。例如：如何提高风电机组的利用率、如何减少风电机组的突发事故率和故障停机时间；如何改善风电机组的定期维修保障设备的安全健康运行等等问题。另外由于单台风机的功率越来越大导致风机发生故障后的维修费用也日益提高。因此，深入研究风电机组在线故障诊断技术研制适合风电机组在线故障诊断的技术装备，对可能危及安全的故障零部件实现在线故障诊断对将要出现的重大故障发出早期报警。为减少风电机组突发事故率和故障停机时间，降低维修成本、进行视情维修、提高发电效率和经济效益提供科学依据已成为风电行业当前面临的迫切需要解决的问题之一。据不完全统计，服役超过20年的风电机组，其运行维护费用估计占能源成本的10%～20%;海上风电机组由于运行环境更恶劣、维护操作更困难，这个比例更是高达30%～35%。

风电机组的状态检测和故障诊断显得尤为重要，是保证机组长期稳定运行和安全发电的关键。风电机组故障诊断利于降低故障率、减少维修时间、增加年发电量和提高风电场的经济效益;利于发现早期故障，不仅能为机组维护人员安排备用器件和物资提供必要的时间，而且也能为设计人员提供指导和意见。随着人工智能技术的发展，特别是知识工程、专家系统、人工神经网络等在诊断领域的进一步应用，故障智能诊断已逐渐成为现实。

当前我国风电机组维护主要采用两种方式借助的手段主要是人工经验或离线式检测设备两者各自特点如下

(1)定期检修即每隔一段时间对风电机组进行检修。定期检修主要是依据风机保养和维护的相关规程，对风机进行检修如更换润滑油脂、风机运转时是否存在异响等。定期检修依靠人的经验与水平工作效果因人而异缺点是对密闭在机器内部的故障难以发现。

(2)事故后检修。故障检修主要是指风电机组出现故障之后对有故障的部件进行有针对性地检修。故障检修缺点是对两次检修期间的突发性故障无法发挥作用，对潜伏期较长的故障隐患也难以跟踪和发现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实时进行叶片故障监测，发电功率评估的风电机组发电效率实时监控诊断方法及装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种风电机组发电效率实时监控诊断方法，包括以下步骤：

步骤1：分别获取两组风机历史数据信息和两组风机功率信息；

步骤2：根据风机历史数据信息和风机功率信息，分别拟合成两组风机功率曲线；

步骤3：根据风机历史数据信息的风速数据信息计算风机的两组风速分布参数；

步骤4：分别根据风机功率曲线和风速分布参数计算两组风机发电量数据；

步骤5：对两组风机发电量数据进行处理，得到结果数据，根据结果数据与预设值的关系，对风机的发电效率进行评估，根据评估结果对风机控制系统进行优化。

本发明的有益效果是：通过对风机历史数据信息的处理分析，得到风电机组在实际工作状态下的功率特性情况，便于比较风电机组不同工况下的功率特性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，两组风机历史数据信息和风机功率信息的获取对象为两个风机同一时刻的风机历史数据信息和风机功率信息，或者同一风机不同时刻风机历史数据信息和风机功率信息。

采用上述进一步方案的有益效果是便于进一步比较同一时期内不同风机或者不同时期同一风机的功率特性差异，以确定风电机组间或同一风机电机组不同时期的功率损失。

进一步，所述风机历史数据信息包括风速数据，风向数据，功率数据，发电机转速数据，偏航角度数据，变桨角度数据，设备温度信息和设备压力数据信息。

采用上述进一步方案的有益效果是确定功率损失较大的时期或者风电机组，可进一步利用除风速和功率外的其他数据，初步诊断导致功率损失的主要原因。

进一步，所述步骤2具体为，根据风机历史数据信息，并结合风机功率信息，利用比恩法拟合为风机功率曲线；