一种基于八个状态的风力发电机组性能监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种监测方法，特别是一种基于八个状态的风力发电机组性能监测方 法。
【背景技术】
[0002] 随着我国计算机技术和通信技术的迅猛发展，计算机监控技术应用于电力行业自 动化控制的可靠性越来越高，已实现了机组自动化由现场集中自动化控制到远方自动化控 制的飞跃。远方计算机监控（集控中心）目前在国内的电力行业在大力推广，并且已成为 趋势。但目前的集控中心主要存在以下缺点：目前电力行业的集控中心对发电机组的运行 状态划分不够细致，其主要划分为运行、停止和故障，该划分不能精细化地对发电机组进行 管理监控，在发电机出现其他异常状况时，不能及时进行处理，还需技术人员到现场逐步排 查，不仅效率低，而且劳动强度大。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的，是提供一种基于八个状态的风力发电机组性能监测方法。本发明 具有对风电机组进行精细化管理及监控，提高工作效率，提高风电机的可利用率及降低劳 动强度的特点。
[0004] 本发明是这样实现的。一种基于八个状态的风力发电机组性能监测方法，硬件结 构包括现场侧，现场侧与集控中心侧连接；所述的现场侧包括OPC服务器，OPC服务器与通 讯管理机连接，通讯管理机与第一三层交换机连接，第一三层交换机与纵向加密装置连接； 所述的集控中心侧包括纵向解密装置，纵向解密装置与第二三层交换机连接，第二三层交 换机与实时数据库及控制服务器集群连接，第二三层交换机还连接有系统监视终端；所述 的实时数据库及控制服务器集群包括实时服务器，实时服务器旁设有应用服务器，应用服 务器旁设有远控服务器；所述的实时服务器与磁盘阵列连接；所述的实时服务器，应用服 务器和远控服务器均与第二三层交换机连接；所述的纵向加密装置与纵向解密装置连接。
[0005] 前述的基于八个状态的风力发电机组性能监测方法中，所述的应用服务器用于对 风电机状态进行划分和风电机的技术性能指标计算；所述的远控服务器用于执行风电机的 启动、停止、复位命令和风场群负荷控制命令；所述的OPC服务器用于采集风电机参数。
[0006] 前述的基于八个状态的风力发电机组性能监测方法中，所述的风电机状态包括正 常运行、故障停机、自身限负荷、检修停机、通讯中断、待机、调度限负荷和调度停机八个状 ??τ O
[0007] 前述的基于八个状态的风力发电机组性能监测方法中，所述的调度限负荷包括风 电机调度限负荷及标杆风电机调度限负荷；所述的标杆风电机调度限负荷状态的判断公式 为，杆风风电机的有功功率〈=30%风电机理论功率，且杆风风电机的有功功率>0。
[0008] 前述的基于八个状态的风力发电机组性能监测方法中，所述的风电机的技术性能 指标计算包括远动率，可利用率和能量利用率；所述的远动率和可利用率以风电机状态持 续时间进行计算，具体的计算公式如下：
[0009]
[0010] 所述的可利用率计算公式为：
[0011]
[0012] 其中T为统计时间，T = WWVWTs;所述的T 1 =正常运行时间，T 2 = 故障停机时间，T3=自身限负荷时间，T4 =检修停机时间，T5 =通讯中断时间，T 6 =待机时 间，T7 =调度限负荷时间，T8 =调度停机时间；
[0013] 所述的能量利用率计算公式如下：
[0014]
[0015] 前述的基于八个状态的风力发电机组性能监测方法中，所述的风场群负荷控制命 令是通过风场级控制点控制整个风场的风电机负荷的命令；所述的风场群负荷控制命令包 括已下达状态码和未下达状态码；所述的已下达状态码的值为1，未下达状态码的值为0。
[0016] 前述的基于八个状态的风力发电机组性能监测方法中，所述的风电机参数包括风 机状态码、风机测点、风机故障码和风机故障总测点状态及风场群负荷控制命令；所述的风 电机故障总测点状态通过风机故障码进行分析，风电机故障总测点状态包括正常状态和故 障状态；所述的正常状态的值为〇,故障状态的值为1。
[0017] 前述的基于八个状态的风力发电机组性能监测方法中，所述的风机状态码包括运 行状态码、停机状态码、服务/检修状态码、通讯中断状态码和待机状态码。
[0018] 前述的基于八个状态的风力发电机组性能监测方法中，所述的风机测点包括风 速、有功功率、机舱方位、风向、变桨角度、发电量、功率因素、发电机转速和齿轮箱油温。
[0019] 前述的基于八个状态的风力发电机组性能监测方法中，所述的风电机状态的判断 公式为，
[0020] 1)正常运行状态：风机状态码=运行状态码，且风电机的有功功率>70 %风电机 理论功率；
[0021] 2)故障停机状态：风机状态码=停机码，且风电机故障总测点状态=故障状态；
[0022] 3)自身限负荷状态：风机状态码=运行状态码，风场群负荷控制命令=未下达状 态，风电机的有功功率〈=30 %风电机理论功率，且风电机的有功功率>0 ;
[0023] 4)检修停机状态：风机状态码=服务/检修状态码；
[0024] 5)通讯中断状态：风机状态码=通讯中断状态码；
[0025] 6)待机状态：风机状态码=待机状态码，且风电机的有功功率〈=0 ;
[0026] 7)调度限负荷状态：风机状态码=运行状态码，风电机的有功功率>0,且风场群 负荷控制命令=已下达状态；
[0027] 8)调度停机状态：风机状态码=停机码，且风场群负荷控制命令=已下达状态。
[0028] 与现有技术比较，本发明通过对风电机运行时的参数的采集，再经过一系列判断 公式将风电机运行状况细分为八个状态，该八个状态较原有的运行、停止和故障三个状态 更准确地反应了风电机的运行状况，实现了对风电机组的精细化管理及监控；本发明将通 过对风电机的运行状态详细划分为八个状态，并将该八个状态实时的反映在系统监视终 端，技术人员可直观快速地知晓风电机的运行状况，并可通过运行状况快速地进行风电机 故障处理，如复位、停止或通知检修人员到场维修，不再需要仔细查询相关具体参数后才进 行进一步动作，不仅提高了工作效率，还极大地减少了工作量及劳动强度。由于提高了风电 机的故障处理效率，缩短了风电机的停机时间，提高了风电机的可利用率，让风机的发电效 率有了进一步的提升。在未采用本发明时，一名操作员最多可监测30台风电机；使用本发 明后，一名操作员最多可监测150台风电机，其工作工作效率提升5倍。本发明通过八个状 态的划分，首次对提出了远动率指标，该指标确切的统计了现场风电机对于集控中心可控 时间的百分比，填补了集控中心对于现场管理的空缺；在未划分八个状态，且未提出远动率 指标时，集控中心无法监测到现场风机的通讯中断状态时间，单一地通过可利用率监测，无 法对风机的运行情况做出准确判断；在划分八个状态，且提出远动率指标后，通过远动率， 可考核现场风机的远动状态，精确测算出了现场风机的通讯中断时间，进一步实现了集控 中心的的远程精细化管理。本发明首次提出了能量利用率指标，从该指标可清晰、直观的展 现现场风电机对于风资源的利用情况，在未提出能量利用率指标前，是通过风速功率曲线 进行监测，但该监测方法较为单调，查询时较为繁琐，在能量利用率指标提出后，通过一个 数值即可展现出单台风机、风场、区域的风资源利用情况，大大的提高了工作效率。本发明 通过有针对性地采集10余项风电机参数，并通过该10余项参数对风电机状态判断后划分 为八个状态，取代传统需采集100余项参数对风电机进行监测的方法，极大的降低了服务 器的计算负担，提升了系统的效率。
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的硬件结构示意图。
[0030] 附图标记为：1_现场侧，2-集控中心侧，3-0PC服务器，4-通讯管理机，5-第一三 层交换机，6-纵向加密装置，7-纵向解密装置，8-第二三层交换机，9-实时数据库及控制服 务器集群，10-实时服务器，11-应用服务器，12-远控服务器，13-磁盘阵列，14-系统监视终 端。
【具体实施方式】
[0031] 实施例。一种基于八个状态的风力发电机组性能监测方法硬件结构如图1所示， 包括现场侧1，现场侧1与集控中心侧2连接；所述的现场侧1包括OPC服务器3, OPC服务 器3与通讯管理机4连接，通讯管理机4与第一三层交换机5连接，第一三层交换机5与纵 向加密装置6连接；所述的集控中心侧2包括纵向解密装置7,纵向解密装置7与第二三层 交换机8连接，第二三层交换机8与实时数据库及控制服务器集群9连接，第二三层交换机 8还连接有系统监视终端14 ;所述的实时数据库及控制服务器集群9包括实时服务器10， 实时服务器10旁设有应用服务器11，应用服务器11旁设有远控服务器12 ;所述的实时服 务器10与磁盘阵列13连接；磁盘阵列13用于存储从现场侧1接收的所有数据；所述的实 时服务器10,应用服务器11和远控服务器12均与第二三层交换机8连接；所述的纵向加 密装置6与纵向解密装置7连接。
[0032] 前述的应用服务器11用于对风电机状态进行划分和风电机的技术性能指标计 算；所述的远控服务器12用于执行风电机的启动、停止、复位命令和风场群负荷控制命令； 所述的OPC服务器3用于采集风电机参数。
[0033] 前述的风电机状态包括正常运行、故障停机、自身限负荷、检修停机、通讯中断、待 机、调度限负荷和调度停机八个状态。
[0034] 前述的调度限负荷包括风电机调度限负荷及标杆风电机调度限负荷；所述的标杆 风电机调度限负荷状态的判断公式为，杆风风电机的有功功率〈=30%风电机理论功率， 且杆风风电机的有功功率>〇。上述的标杆风电