基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法
【專利摘要】本發(fā)明基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，1)將不同的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線在同一個功率?風(fēng)速坐標(biāo)系中歸一化處理，進(jìn)行對比；2)計算同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的任意兩條在功率坐標(biāo)軸向的差值，計算其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的兩條曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值；3)比較各個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的兩條分位數(shù)功率曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值大??；4)根據(jù)差值大小評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能，差值越小，其控制性能越好。通過分位數(shù)形成分位數(shù)功率曲線，能真實、正確反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率情況，且通過本評價方法，可更好地反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能。
【專利說明】
基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，尤其是一種基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，屬于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性能評價方法領(lǐng)域?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]現(xiàn)有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組其控制性能的評價方法缺失，導(dǎo)致在進(jìn)行風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能的評價、優(yōu)化等方面工作時，無法有效準(zhǔn)確進(jìn)行評價工作，造成選用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組性能優(yōu)劣不齊。
[0003]有鑒于此特提出本發(fā)明。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，能夠有效評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用技術(shù)方案的基本構(gòu)思是:
[0006]基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，步驟如下:
[0007]1)將不同的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基于分位數(shù)功率曲線在同一個功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中歸一化處理，進(jìn)行對比；
[0008] 2)計算同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的任意兩條在功率坐標(biāo)軸向的差值，計算其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的兩條曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值；
[0009] 3)比較各個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的兩條分位數(shù)功率曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值大??； [〇〇1〇] 4)根據(jù)差值大小評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能，差值越小，其控制性能越好。
[0011]進(jìn)一步的，在功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中，以相同風(fēng)速間隔的風(fēng)速段定義風(fēng)速bin，在同一 bin中，用同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的任意兩條曲線上對應(yīng)的點計算差值。
[0012]進(jìn)一步的，計算同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線在各bin中的差值與各風(fēng)速 bin的分布概率的乘積，并將各乘積相加得加權(quán)平均值作為此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組兩條分位數(shù)功率曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值，并用于比較不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所對應(yīng)的上述差值，根據(jù)差值大小評價不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間的控制性能。
[0013]進(jìn)一步的，各風(fēng)速bin的分布概率為:一個完整年內(nèi)，在一個風(fēng)速bin內(nèi)的所有時間占到全年時間的比例。
[0014]進(jìn)一步的，在功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中，以風(fēng)速段定義bin，在各個bin中，描繪風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對應(yīng)于此風(fēng)速段的不同概率P的功率值的點，在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點，并將選取的各個點連線形成分位數(shù)功率曲線。
[0015]進(jìn)一步的，在各個b in中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時， 選擇坐標(biāo)系中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中的點。
[0016]進(jìn)一步的，在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時，在坐標(biāo)系中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中選擇靠近風(fēng)速坐標(biāo)軸的點。
[0017]進(jìn)一步的，在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時， 在坐標(biāo)系各bin中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中，若以各b in中某個具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點為中心的圓內(nèi)具有相同的點數(shù)分布，則選擇各bin中的此點并連接成分位數(shù)功率曲線。
[0018]進(jìn)一步的，在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點，P值盡可能接近1。
[0019]進(jìn)一步的，bin內(nèi)測點的數(shù)量由bin的寬窄決定。
[0020]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。[〇〇21]本發(fā)明基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，1)將不同的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制器的分位數(shù)功率曲線在同一個功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中歸一化處理，進(jìn)行對比；2) 計算同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的任意兩條在功率坐標(biāo)軸向的差值，計算其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的兩條曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值;3)比較各個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的兩條分位數(shù)功率曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值大??； 4)根據(jù)差值大小評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能，差值越小，其控制性能越好。通過分位數(shù)形成分位數(shù)功率曲線，可以摒棄由于錯誤操作或者錯誤讀數(shù)而導(dǎo)致的畸高或畸低的功率值，使其不影響功率曲線的繪制，從而使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線繪制正確和更加準(zhǔn)確，能真實、正確反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率情況，并且通過基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，可以更好地反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能。[〇〇22]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述?！靖綀D說明】
[0023]圖1是基于分位數(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線繪制方法所繪制的分位數(shù)功率曲線圖。[〇〇24]圖2是兩個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的4條分位數(shù)功率曲線圖?！揪唧w實施方式】
[0025]檢測得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在各風(fēng)速段的相同數(shù)量的多個功率值，在功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中，以風(fēng)速段定義bin，在各個bin中，描繪風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對應(yīng)于此風(fēng)速段的不同概率P的功率值的點，，在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點，并將選取的各個點連線形成分位數(shù)功率曲線。
[0026]以具有相同風(fēng)速間隔的風(fēng)速段定義bin。
[0027]由于各風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在不同的地方安裝，并且各地的風(fēng)速情況即風(fēng)速范圍不同， 因此，bin的數(shù)量及bin的大小由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作所在地的風(fēng)速情況決定。
[0028]為了能更準(zhǔn)確地反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的真實功率情況，因此在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時，選擇坐標(biāo)系中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中的點。表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中的點，其所反映的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率更真實，并且更準(zhǔn)確。
[0029]在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時，在坐標(biāo)系中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中選擇靠近風(fēng)速坐標(biāo)軸的點。這樣點，由于其所對應(yīng)的概率P更大，即意味著更多的檢測得到的功率值所對應(yīng)的點在其之上，也就意味著選擇此點能表征風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率正確、準(zhǔn)確的概率更大。
[0030]如圖1所示，每個bin所表示的風(fēng)速段為3m/s，共有三條分位數(shù)功率曲線，P95、P90 及 P84。[〇〇31]其中，P95表示，從橫坐標(biāo)向上，在各個bin中，共有100個表示功率值的點，選擇各個bin中概率大于等于95 %的點并連成曲線即形成分位數(shù)功率曲線P95。在此分位數(shù)功率曲線P95的下方，各個bin中小于等于5 %的功率值點，在此曲線上方，各個bin中具有95個表示功率值的點。分位數(shù)功率曲線P90及P84的繪制及意義依次類推。
[0032]在本實施例中，在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時，在坐標(biāo)系各bin中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中，若以各bin中某個具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點為中心的圓內(nèi)具有相同的點數(shù)分布，則選擇各bin 中的此點并連接形成分位數(shù)功率曲線。
[0033]舉例說明:如在坐標(biāo)系中的各bin中的表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中， 均包含具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P = 〇.95的功率值所對應(yīng)的點，并且，在各個bin中以此點為圓心的相同半徑的圓內(nèi)，所具有的表示功率值的點的點數(shù)相同，則選擇各bin中的此點并連接形成分位數(shù)功率曲線。此點為圓心的圓內(nèi)所包含的點數(shù)相同，說明數(shù)據(jù)較為集中，而數(shù)據(jù)較為集中的位置其數(shù)值所反映的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率的正確率及準(zhǔn)確率相對較高。故上述方法能更真實地反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率特性。
[0034]在其他實施例中，在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時，在坐標(biāo)系中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中選擇P值盡可能接近1的點，并將這些點連接形成分位數(shù)功率曲線。
[0035]在每個bin內(nèi)測取功率值并描繪表示相應(yīng)功率值的點的次數(shù)通過bin的大小決定。 在bin的較大時，在一個bin內(nèi)測取功率值并描繪表示相應(yīng)功率值的點的次數(shù)較多，在bin的較小時，在一個bin內(nèi)測取功率值并描繪表示相應(yīng)功率值的點的次數(shù)較少。如在一個bin為1 即風(fēng)速段為lm/s的bin中，測取功率值并描繪表示相應(yīng)功率值的點為50個，而在一個bin為 1.5即風(fēng)速段為lm/s的bin中，測取功率值并描繪表示相應(yīng)功率值的點為100個。
[0036]基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其步驟如下:
[0037]1)將不同的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線在同一個功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中歸一化處理，進(jìn)行對比；
[0038] 2)計算同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的任意兩條在功率坐標(biāo)軸向的差值，計算其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的兩條曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值；
[0039] 3)比較各個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的兩條分位數(shù)功率曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值大??；
[0040]4)根據(jù)差值大小評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能，差值越小，其控制性能越好。
[0041]在上述步驟2)中，在功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中，以風(fēng)速段定義bin，在同一bin中，用同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的任意兩條曲線上對應(yīng)的點計算差值。
[0042]計算同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線在各bin中的差值與各bin的分布概率的乘積，并將各乘積相加得加權(quán)平均值作為此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組兩條分位數(shù)功率曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值，并比較不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所對應(yīng)的上述差值，根據(jù)差值大小評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能。
[0043]各bin的分布概率為:一個完整年內(nèi)，在一個風(fēng)速bin內(nèi)的所有時間占到全年時間的比例。
[0044]舉例說明:如圖2所示，圖中有4條分位數(shù)功率曲線，分別為a風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線P90a及P84a，以及b風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線P90b及P84b。經(jīng)比較，a風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線P90a及P84a在功率坐標(biāo)軸向的差值大于b風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線P90b及P84b在功率坐標(biāo)軸向的差值。故評價結(jié)果為b風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的控制性能更好。[〇〇45]本發(fā)明基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，1)將不同的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線在同一個功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中歸一化處理，進(jìn)行對比；2)計算同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的任意兩條在功率坐標(biāo)軸向的差值，計算其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的兩條曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值;3)比較各個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的兩條分位數(shù)功率曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值大小;4)根據(jù)差值大小評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能，差值越小，其控制性能越好。通過分位數(shù)形成分位數(shù)功率曲線，可以摒棄由于錯誤操作或者錯誤讀數(shù)而導(dǎo)致的畸高或畸低的功率值，使其不影響功率曲線的繪制，從而使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線繪制正確和更加準(zhǔn)確，能真實、正確反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率情況，并且通過基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，可以更好地反映風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能。
[0046]上述實施例中的實施方案可以進(jìn)一步組合或者替換，且實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計思想的前提下，本領(lǐng)域中專業(yè)技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變化和改進(jìn)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其特征在于:1)將不同的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基于分位數(shù)功率曲線在同一個功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中歸一化處 理，進(jìn)行對比；2)計算同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的任意兩條在功率坐標(biāo)軸向的差值，計 算其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的兩條曲線在功率 坐標(biāo)軸向的差值；3)比較各個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的兩條分位數(shù)功率曲線在功率坐標(biāo)軸向的差值大??；4)根據(jù)差值大小評價風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能，差值越小，其控制性能越好。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其 特征在于:在功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中，以相同風(fēng)速間隔的風(fēng)速段定義風(fēng)速bin，在同一bin中，用 同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線中的任意兩條曲線上對應(yīng)的點計算差值。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其 特征在于:計算同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分位數(shù)功率曲線在各bin中的差值與各風(fēng)速bin的分布 概率的乘積，并將各乘積相加得加權(quán)平均值作為此風(fēng)力發(fā)電機(jī)組兩條分位數(shù)功率曲線在功 率坐標(biāo)軸向的差值，并用于比較不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所對應(yīng)的上述差值，根據(jù)差值大小評價 不同風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間的控制性能。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其 特征在于:各風(fēng)速bin的分布概率為:一個完整年內(nèi)，在一個風(fēng)速bin內(nèi)的所有時間占到全年 時間的比例。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價 方法，其特征在于:在功率-風(fēng)速坐標(biāo)系中，以風(fēng)速段定義bin，在各個bin中，描繪風(fēng)力發(fā)電 機(jī)組對應(yīng)于此風(fēng)速段的不同概率P的功率值的點，在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概 率P的功率值所對應(yīng)的點，并將選取的各個點連線形成分位數(shù)功率曲線。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其 特征在于:在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時，選擇坐標(biāo) 系中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中的點。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其 特征在于:在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時，在坐標(biāo)系 中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中選擇靠近風(fēng)速坐標(biāo)軸的點。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其 特征在于:在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點時，在坐標(biāo)系 各b i n中表示功率值的點的分布密度較大的區(qū)域中，若以各b in中某個具有相同分位數(shù)對應(yīng) 概率P的功率值所對應(yīng)的點為中心的圓內(nèi)具有相同的點數(shù)分布，則選擇各b in中的此點并連 接成分位數(shù)功率曲線。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其 特征在于:在各個bin中選取具有相同分位數(shù)對應(yīng)概率P的功率值所對應(yīng)的點，P值盡可能接 近1。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于分位數(shù)功率曲線的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制性能評價方法，其 特征在于:b in內(nèi)測點的數(shù)量由bin的寬窄決定。
【文檔編號】G06Q50/06GK106021798SQ201610389696
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月3日
【發(fā)明人】魯志平, 張磊, 辛克鋒, 劉峰, 張羽, 程學(xué)文
【申請人】北京唐浩電力工程技術(shù)研究有限公司