一种基于八个状态的风力发电机组性能监测方法

文档序号:9416190
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
再多了解一些
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