用于確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的時(shí)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(jī)組的時(shí)間可利用 率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的時(shí)間可利用率是反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性能的一個(gè)重要指標(biāo)，也是衡 量風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行質(zhì)量水平高低的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)的可利用率計(jì)算方法是:在一個(gè)統(tǒng) 計(jì)時(shí)間周期內(nèi)，減去風(fēng)力發(fā)電機(jī)組因故障、維修、電網(wǎng)和自然環(huán)境引起的停機(jī)時(shí)間后余下的 時(shí)間值與這個(gè)統(tǒng)計(jì)周期的時(shí)間比值，基本的計(jì)算方法為:A=(T1-T2)/T1X100%，其中A為 機(jī)組可利用率，T1為統(tǒng)計(jì)時(shí)間，T2為統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)故障時(shí)間、維護(hù)時(shí)間、電網(wǎng)和自然環(huán)境引起 的停機(jī)時(shí)間之和。這類(lèi)傳統(tǒng)的計(jì)算方法，沒(méi)有對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的各狀態(tài)進(jìn)行分析， 只是對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組幾種停機(jī)的時(shí)間值進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算，上述的算法中，停機(jī)時(shí)間不含風(fēng) 力發(fā)電機(jī)組待機(jī)的時(shí)間，也不含機(jī)組數(shù)據(jù)丟失等狀態(tài)下的機(jī)組實(shí)際不可利用的時(shí)間。由此 方式計(jì)算出的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的可利用率數(shù)值準(zhǔn)確度低，并且與風(fēng)機(jī)實(shí)際的可利用率值誤差 較大，并不能真實(shí)反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組實(shí)際的可利用率狀況。
[0003] 中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN 103390106A(申請(qǐng)?zhí)枮?01310309563.4,申請(qǐng)日為2013年07月22 日）公開(kāi)了一種風(fēng)電設(shè)備可利用率的計(jì)算方法。這種方法與傳統(tǒng)的計(jì)算方法相比，區(qū)別是用 間接的方法計(jì)算了停機(jī)時(shí)間，主要通過(guò)獲取風(fēng)機(jī)統(tǒng)計(jì)時(shí)間段的有功功率，計(jì)算有功功率轉(zhuǎn) 移值，從而得到目標(biāo)函數(shù)值，轉(zhuǎn)換為機(jī)組停機(jī)時(shí)間。這種算法沒(méi)有細(xì)分機(jī)組運(yùn)行時(shí)間類(lèi)型， 沒(méi)有從改變機(jī)組自身統(tǒng)計(jì)時(shí)間的精確度出發(fā)，只是利用外部算法來(lái)彌補(bǔ)傳統(tǒng)方法的計(jì)算精 度，無(wú)法擺脫傳統(tǒng)計(jì)算方法的束縛，準(zhǔn)確性和精度仍存在很多的局限性。
[0004] 因此，需要一種計(jì)算準(zhǔn)確度高，真實(shí)反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可利用率的計(jì)算方法，解決 現(xiàn)有可利用率計(jì)算準(zhǔn)確度不高，誤差較大的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有計(jì)算方法存在的問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)采用一種劃分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài) 的方式，將機(jī)組的所有狀態(tài)劃分到與機(jī)組時(shí)間可利用率計(jì)算相關(guān)的包括并網(wǎng)、待機(jī)、停機(jī)、 維護(hù)等多個(gè)等級(jí)內(nèi)，通過(guò)多等級(jí)計(jì)算完成可利用率的精細(xì)化計(jì)算，提供一種計(jì)算準(zhǔn)確度高， 真實(shí)反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組可利用率的計(jì)算方法，解決現(xiàn)有可利用率計(jì)算準(zhǔn)確度不高，誤差較 大的問(wèn)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(jī)組的時(shí)間可利用率的方法，包括:對(duì) 機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行編碼;將狀態(tài)編碼進(jìn)行分級(jí);采集機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，以確定狀 態(tài)編碼以及相應(yīng)的分級(jí);確定一個(gè)時(shí)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(shí)間段內(nèi)所采集到的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)所確定的分級(jí)級(jí)別最高的狀態(tài)編碼;統(tǒng)計(jì)所述時(shí)間 段內(nèi)對(duì)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(shí)間數(shù)值;根據(jù)多 個(gè)時(shí)間段內(nèi)分別確定的多個(gè)有效狀態(tài)編碼所對(duì)應(yīng)的量化時(shí)間數(shù)值來(lái)確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的 時(shí)間可利用率。
[0007] 優(yōu)選地，將對(duì)應(yīng)于停機(jī)的分級(jí)的有效狀態(tài)編碼的量化時(shí)間數(shù)值進(jìn)行累加;將對(duì)應(yīng) 于可利用時(shí)間的分級(jí)的有效狀態(tài)編碼的量化時(shí)間數(shù)值進(jìn)行累加;通過(guò)將上述兩個(gè)累加值進(jìn) 行比較得到比值;通過(guò)用1減去這個(gè)比值得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的時(shí)間可利用率。
[0008] 優(yōu)選地，將對(duì)應(yīng)于不屬于停機(jī)的分級(jí)的有效狀態(tài)編碼的量化時(shí)間數(shù)值進(jìn)行累加； 將對(duì)應(yīng)于可利用時(shí)間的分級(jí)的有效狀態(tài)編碼的量化時(shí)間數(shù)值進(jìn)行累加;通過(guò)將上述兩個(gè)累 加值進(jìn)行比較得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的時(shí)間可利用率。
[0009] 優(yōu)選地，將對(duì)應(yīng)于計(jì)劃糾正措施、故障停機(jī)的分級(jí)的有效狀態(tài)編碼的量化時(shí)間數(shù) 值進(jìn)行累加;將對(duì)應(yīng)于正常并網(wǎng)發(fā)電、欠功率運(yùn)行、待機(jī)、超出環(huán)境規(guī)格、非故障停機(jī)、超出 電氣規(guī)格、計(jì)劃糾正措施、故障停機(jī)的分級(jí)的有效狀態(tài)編碼的量化時(shí)間數(shù)值進(jìn)行累加;通過(guò) 將上述兩個(gè)累加值進(jìn)行比較得到比值;通過(guò)用1減去這個(gè)比值得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的時(shí)間可 利用率。
[0010]在本發(fā)明中，按照級(jí)別從低到高，將狀態(tài)編碼分級(jí)為:正常并網(wǎng)發(fā)電、欠功率運(yùn)行、 待機(jī)、超出環(huán)境規(guī)格、非故障停機(jī)、超出電氣規(guī)格、計(jì)劃內(nèi)維護(hù)、計(jì)劃糾正措施、故障停機(jī)、暫 停作業(yè)、不可抗力、無(wú)數(shù)據(jù)。
[0011] 優(yōu)選地，根據(jù)采集到的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)，周期性地確定狀態(tài)編碼以及相 應(yīng)的分級(jí)。
[0012] 優(yōu)選地，在所述時(shí)間段內(nèi)，周期性地確定是否更新有效狀態(tài)編碼，其中，當(dāng)新采集 而確定的狀態(tài)編碼具有比當(dāng)前有效狀態(tài)編碼更高的分級(jí)級(jí)別時(shí)，以新?tīng)顟B(tài)編碼更新當(dāng)前有 效狀態(tài)編碼，否則保留當(dāng)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(duì)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(shí)間數(shù)值。
[0014] 優(yōu)選地，在統(tǒng)計(jì)所述時(shí)間段內(nèi)對(duì)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(shí)， 所述的對(duì)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(duì)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(jí)級(jí)別的其他狀態(tài)編碼。
[0015] 優(yōu)選地，根據(jù)多個(gè)時(shí)間段內(nèi)分別確定的多個(gè)有效狀態(tài)編碼所對(duì)應(yīng)的量化時(shí)間數(shù)值 來(lái)統(tǒng)計(jì)各個(gè)分級(jí)的時(shí)間;根據(jù)各個(gè)分級(jí)的時(shí)間來(lái)計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的時(shí)間可利用率。
[0016] 將計(jì)算時(shí)間可利用率的因子劃分成多級(jí)別，考慮各種影響可利用率計(jì)算的因素， 這樣就實(shí)現(xiàn)了計(jì)算的全面化。對(duì)機(jī)組進(jìn)行全狀態(tài)監(jiān)控，并將各種狀態(tài)量參與到可利用率計(jì) 算過(guò)程中，對(duì)維護(hù)人員的維護(hù)行為以電子表單的方式掌控，這樣就實(shí)現(xiàn)了計(jì)算的精細(xì)化，有 益于對(duì)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營(yíng)狀況進(jìn)行合理評(píng)估。從數(shù)據(jù)采集到分析各個(gè)環(huán)節(jié)優(yōu)化，全面提升計(jì)算質(zhì) 量。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 下面參考附圖結(jié)合實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明。在附圖中：
[0018] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的時(shí)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(gè)時(shí)間段內(nèi)的有效狀態(tài)編碼的步驟的進(jìn)一步的方法的流 程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 在本發(fā)明中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有時(shí)被簡(jiǎn)稱(chēng)為"風(fēng)電機(jī)組"或"機(jī)組"。
[0021] 本發(fā)明提出的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)間可利用率的計(jì)算方法，簡(jiǎn)略地說(shuō)，可以包括以下 步驟：
[0022] 1、將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的全生命周期運(yùn)行狀態(tài)以編碼的方式標(biāo)記。
[0023] 2、將與計(jì)算風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)間可利用率的不可或缺的因素劃分為若干個(gè)級(jí)別，并 將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的全生命周期所有運(yùn)行狀態(tài)編碼歸類(lèi)到這若干個(gè)級(jí)別中。
[0024] 3、通過(guò)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制器采集機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)。
[0025] 4、對(duì)于所列若干個(gè)級(jí)別，設(shè)定在同一采樣周期內(nèi)，只能有一個(gè)計(jì)算等級(jí)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(jí)別越高；同一級(jí)別的狀態(tài)出現(xiàn)多個(gè)時(shí)，只選 取一個(gè)編碼作為有效編碼。
[0026] 5、周期性獲取當(dāng)前機(jī)組的有效編碼，并發(fā)送給中央控制器。
[0027] 6、中央控制器實(shí)時(shí)獲取狀態(tài)編碼，并將其量化為時(shí)間值。
[0028] 完成每個(gè)狀態(tài)等級(jí)的數(shù)據(jù)計(jì)算，將所有單個(gè)狀態(tài)編碼時(shí)間數(shù)據(jù)累加。
[0029] 7、滿足計(jì)算時(shí)間可利用率的統(tǒng)計(jì)周期（周、月、年)后，中央控制器根據(jù)下面的算法 計(jì)算時(shí)間可利用率，對(duì)于非風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自身原因?qū)е碌臒o(wú)法正常工作時(shí)間，計(jì)算過(guò)程中 將這段時(shí)間從總的統(tǒng)計(jì)中去除。根據(jù)狀態(tài)編碼細(xì)分故障原因，將因?yàn)榄h(huán)境因素、電網(wǎng)因素、 非故障停機(jī)等認(rèn)為是機(jī)組可利用時(shí)間。從而得出具體的計(jì)算公式。
[0030] 下面將結(jié)合附圖來(lái)具體地說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。
[0031] 實(shí)施例一
[0032] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的時(shí)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(jī)組時(shí)間可利用率的計(jì)算方法，按如下步驟實(shí) 施，其中步驟S101-S107是由單臺(tái)機(jī)組控制器實(shí)現(xiàn)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、歸類(lèi)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(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)組的有效編碼采集及量化 的時(shí)間計(jì)算，統(tǒng)計(jì)不同狀態(tài)級(jí)別的時(shí)間，并最終完成機(jī)組時(shí)間可利用率計(jì)算。
[0034]圖1的方法100開(kāi)始于步驟S101，在此步驟，對(duì)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)進(jìn)行編碼。具體 地說(shuō)，將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的全生命周期運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)以編碼的方式標(biāo)記。例如，典型的編碼包 括:編碼S0:通信中斷信號(hào)觸發(fā);編碼S1:故障停機(jī)信號(hào)觸發(fā);編碼S2:塔底停機(jī)信號(hào)觸發(fā);編 碼S3:機(jī)艙停機(jī)信號(hào)觸