一种风电场综合场用电率计算分析系统的制作方法

本发明涉及风电场参数计算分析设备领域，尤其涉及一种风电场综合场用电率计算分析系统。

背景技术

综合场用电率是风电企业一项重要的生产评价指标，国家能源局在nb/t31045-2013《风电场运行指标与评价导则》中对“综合场用电率”定义为“统计周期内风电场在生产运行过程中所使用和损耗的全部电量占发电量的百分比”。我国各风电企业均采用综合场用电率来考核风电场的能耗情况，但目前各风电企业均用上一年企业内部所有风电场综合场用电率的平均值作为这一年的考核值，而对风电场综合场用电率的科学合理范围没有研究。

目前市面上没有综合场用电率计算分析装置，各风电企业主要通过手动统计计算的方法，来计算综合场用电量和综合场用电率这两项生产指标。手动计算的方式给生产运营带来很大不便，效率低且存在计算错误的风险。同时，一些风电场为提高该指标数据，采用的统计口径不一，如发电量未用风电机组scada中数值进行计算，而是用集电线路关口表中数据。这种计算方法将风电机组的自耗电从发电量中剔除，而未真实体现风电场的综合场用电率与和综合场用电率。风电企业内部各风电场统计口径不一，给各风电企业的运营管理也带来诸多不便，无法公平有效的进行各风电场的对标考核。

本系统实现了风电场实际的综合场用电量和综合场用电率的实时计算，也实现了根据风电场实际情况，对这两项生产指标的理论值计算，进而实现综合场用电率的对比分析功能，为风电场生产运营提供指导。

技术实现要素：

本发明实现了风电场实际的综合场用电量和综合场用电率的实时计算，也实现了根据风电场实际情况，对这两项生产指标的理论值计算，进而实现综合场用电率的对比分析功能，为风电场生产运营提供指导。

本发明提供了一种风电场综合场用电率计算分析系统，包括：

数据采集模块，用于电连接场内数据检测器，采集各部分的实时数据，并传输至中央处理器；

中央处理器，用于对收到的数据进行统一处理分析和输出；

存储模块，用于存储所述中央处理器计算分析的数据；

显示模块，用于显示风电场内工作状态和经过所述中央处理器计算分析后的数据；

时钟模块，用于实现本系统的时钟对时，保证系统计算统计数据与实际时间相符，确保系统的准确性；

理论计算模块，用于通过预先录入风电场基本信息及各电气设备电气参数，计算出风电场整场及各类电气设备的理论综合场用电量与综合场用电率；

通信模块，实现数据传输，用于本系统与风电场主控系统进行远程网络通信；

所述中央处理器分别电连接所述存储模块、所述显示模块、所述时钟模块、所述数据采集模块、所述理论计算模块和所述通信模块。

进一步地，所述场内数据检测器包括风电场并网点关口表、主变压器低压侧关口表、集电线路关口表和风电机组scada。

进一步地，所述中央处理器内包含基于以下公式的计算模型：

其中，kt—负载波动损耗系数；

v切出—风机的切出风速；

αi—风速为im/s的百分比；

p(i)—风速为im/s时风电机组的功率。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

wtf＝(p0+ktβ²pk)×t

其中，wtf—变压器理论耗电量；

p0、pk—变压器的空载损耗和满载损耗kw；

t—统计期时长；

kt—负载波动损耗系数；

β—变压器平均负载系数。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

其中，wtl—线路日耗电量；

t—统计期时长；

r—线路电阻；

kt—负载波动损耗系数；

ipj—日平均电流值。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

其中，cosφ—线路传输的平均功率因数；

un—线路额定电压；

wp—风电场的发电量；

n—接入此段线路的风机台数；

n—风电场的风机总台数。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

wsvg＝(1-η)×wq,svg

其中，wsvg—svg本体耗电量；

wq,svg—svg无功总量；

η—svg效率。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

wwt＝t待机p待机

其中，p待机—风电机组待机状态下的消耗的功率；

t待机—待机时间。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

其中，v切入—风机的切出风速；

αi—风速为im/s的百分比；

t—统计期时长。

本发明的有益效果为：

本发明通过预先录入风电场基本信息和风电场各关口表数据的实时采集，实时计算风电场实际综合场用电量与实际综合场用电率，并与系统内评估的理论综合常用电量及理论综合场用电率进行对比分析，对比分析既可对风电场全场能耗进行对比分析，也可对风电场各部件能耗进行对比分析，及时发现设备能耗存在的问题，发现设备隐患，及时消除故障，为风电场安全运行提供可靠保障。

附图说明

图1为本发明的电路连接示意图；

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种风电场综合场用电率计算分析系统，包括：

数据采集模块，用于电连接场内数据检测器，采集各部分的实时数据，并传输至中央处理器；

中央处理器，用于对收到的数据进行统一处理分析和输出；

存储模块，用于存储所述中央处理器计算分析的数据；

显示模块，用于显示风电场内工作状态和经过所述中央处理器计算分析后的数据；

时钟模块，用于实现本系统的时钟对时，保证系统计算统计数据与实际时间相符，确保系统的准确性；

理论计算模块，用于通过预先录入风电场基本信息及各电气设备电气参数，计算出风电场整场及各类电气设备的理论综合场用电量与综合场用电率；

通信模块，实现数据传输，用于本系统与风电场主控系统进行远程网络通信；

所述中央处理器分别电连接所述存储模块、所述显示模块、所述时钟模块、所述数据采集模块、所述理论计算模块和所述通信模块。

进一步地，所述场内数据检测器包括风电场并网点关口表、主变压器低压侧关口表、集电线路关口表和风电机组scada。

进一步地，所述中央处理器内包含基于以下公式的计算模型：

其中，kt—负载波动损耗系数；

v切出—风机的切出风速；

αi—风速为im/s的百分比；

p(i)—风速为im/s时风电机组的功率。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

wtf＝(p0+ktβ²pk)×t

其中，wtf—变压器理论耗电量；

p0、pk—变压器的空载损耗和满载损耗kw；

t—统计期时长；

kt—负载波动损耗系数；

β—变压器平均负载系数。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

其中，wtl—线路日耗电量；

t—统计期时长；

r—线路电阻；

kt—负载波动损耗系数；

ipj—日平均电流值。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

其中，cosφ—线路传输的平均功率因数；

un—线路额定电压；

wp—风电场的发电量；

n—接入此段线路的风机台数；

n—风电场的风机总台数。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

wsvg＝(1-η)×wq,svg

其中，wsvg—svg本体耗电量；

wq,svg—svg无功总量；

η—svg效率。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

wwt＝t待机p待机

其中，p待机—风电机组待机状态下的消耗的功率；

t待机—待机时间。

进一步地，所述中央处理器内还包含基于以下公式的计算模型：

其中，v切入—风机的切出风速；

αi—风速为im/s的百分比；

t—统计期时长。

本发明通过预先录入风电场基本信息和风电场各关口表数据的实时采集，实时计算风电场实际综合场用电量与实际综合场用电率，并与系统内评估的理论综合常用电量及理论综合场用电率进行对比分析，对比分析既可对风电场全场能耗进行对比分析，也可对风电场各部件能耗进行对比分析，及时发现设备能耗存在的问题，发现设备隐患，及时消除故障，为风电场安全运行提供可靠保障。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。