风电场与风电机组运行数据的精细化探讨

现代经济信息
风电场与风电机组运行数据的精细化探讨
唐　宏 中国水电建设集团新能源开发有限责任公司华北分公司
摘要：随着社会的不断发展、人们生活水平的提高，对用电量的需求日益增加，使得电力生产企业面临着巨大的压力。

电力生产的方式有很多，其中，风力发电是一种清洁能源发电，也是现在倡导和发展的一种重要发电方式。

为了更好地进行风力发电，则需要准确掌握风电场机械设备的运行状态，要对运行数据进行分析，以保障机械设备正常运行，达到生产大量电能的目的。

基于此，本文主要分析了风电场与风电机组运行数据的重要性，研究了风电机组数据的精细化分析软件，并进行了案例分析。

关键词：风电场；风电机组；运行数据
中图分类号：TK81 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2019)031-0328-02
一、风电场与风电机组运行数据的重要性
在社会经济快速发展的今天，电力已经成为人们生产生活不可或缺的一部分。

为了满足人们对电力的需求，则需要电力生产企业加大电力生产力度。

风力作为电力生产的一种重要方式，如何充分利用风力，提升已投运风电场发电能力，增加风电场的效益是各个发电企业面临的问题。

为了实现上述目的，就需要了解和掌握风电场机组的实际运行状态，获取相应的运行数据并分析，并通过分析来提高风电机组的运行效率，从而提高风电机组的效能。

但由于每个风电场布设了不少于30台的风电机组，且布设范围比较广，尽管发电企业构建了较为完善的巡查制度、维护制度，对设备的故障、发电量损失关注较多，但在数据分析方面还存在欠缺，使得机组的一些隐形缺陷、发电损失信息未被挖掘，因此需要采用相关数据分析软件来分析机组的运行数据，从而为机组的状态诊断和隐患分析提供数据支撑，进而保障机组的高效运行。

二、风电机组数据精细化分析软件研究
１．数据分析软件的几个主要模块
(1)数据的采集与标准化模块。

该模块主要是对风电机组的运行数据进行采集，并对这些数据进行整理和加工，从而获取准确性、可靠性的运行数据。

具体来说，该模块会先对风电场数据的存储服务器进行访问，并采集风电场每台机组的全部历史运行数据，主要包括风资源参数，比如风向、风速、环境温度等；机组状态数据，比如机组的叶片转速、实时功率、变桨扭矩、桨距角等。

同时，还会对机组的各类故障统计数据进行采集，从而为全面分析风电机组运行数据奠定基础。

完成机组运行数据采集后，要对这些数据进行分类整理、清洗以及标准化处理。

具体来说，首先要对获取的数据进行分类整理；其次，可通过软件自动清洗为主、人工干预为辅的方法，按照相关的清洗规则，对整理好的数据进行清洗，将数据中的异常数据、错误数据等进行剔除，并出具相关的数据清洗报告；最后进行数据的标准化处理，即按照一定的时间间隔，对不同属性的数据进行分解、汇总和平均处理，使得数据达到标准化要求，并将数据映射到运行数据分析软件的相应数据结构中，从而推动后续工作的开展[1]。

(2)指标统计和计算分析模块。

该模块的主要作用是对风电场的关键运营指标、主要影响因素等进行统计和计算分析，从而满足风电场生产运营的不同需求。

其中，运营指标包括理论发电量、每台机组的实际发电量、发电时间、故障时间、非正常运行状态损失电量等。

在实际的软件操作中，该模块能够完成不同属性数据的累计求和、加权平均、回归计算等统计分析；基于机组关键指标计算分析结果，该模块能够进行相应的分类、排序、汇总等，从而获取有效的风电场指标。

(3)结果存储和图形展示模块。

该模块主要目的是存储机组运行数据的统计结果，并以图形化的形式，对结果进行展示。

具体而言，建立机组运行数据的相关数据库，将得到的运行数据统计结果存储于数据库中；通过相关的图形处理软件，对数据统计结果进行图形化处理，最终以图像的形式显示，同时也会生成统计数据报表，为后续的报表查询和导出提供便利[2]。

此外，该模块能够帮助风电场工作人员快速找到异常运行的机组，以及对风电场运行的各种影响因素进行定量分析，从而找出影响运行的因素，并采取有效的措施予以解决。

２．数据分析软件的主要统计量和相关计算方法
(1)理论发电量的统计和计算。

就机组理论发电量来说，其是指根据该功率曲线，计算出实际风况下机组的理论应发电量。

在实际计算过程中，首先计算选定的时间范围内，当机组不存在主动限功率、电网指令限电的情况下，以该机组机舱风速仪风速为准，用统计回归算法计算出机组的功率曲线；根据功率曲线，计算相应的理论发电量。

(2)风电场实际发电量的统计和电网限电量的统计。

在选定时间范围内，对风电场每台机组的实际发电量进行统计。

并将统计的实际发电量进行汇总，从而获取整个风电场总发电量。

而电网限电量的统计，也是在选定的时间范围内，在电网指令限电的情况下，对机组实际风速下发电量与实际发电量进行比较，并计算两者的差值，从而实现电网限电量的统计[3]。

同时，通过限电量的统计和累积计算，获取电网限电损失电量。

(3)不同状态下，机组损失电量的统计和计算。

在选定时间范围内，对不同状态下，不同机组的实际发电量与该机组的理论应发电量进行比较，并计算两者的差值，从而获得不同状态下机组的损失发电量。

三、风电场运行数据精细分析实例
本文以国内某风电场运行数据分析为例，对风电场运行数据进行深入、精细化分析。

１．某风电场概况
该风电场处于华北丘陵地带，其共安装了40台风电机组，机组的功率1.5MW。

通过上述软件对该风电场2016全年进行了数据统计分析，经统计，2016年该风电场单机全年平均发电量为2540.1MWh，全场平均风速为7m/s，并对该风电场的主要指标进行了分析。

２．风电场的风资源情况
该风电场各机组之间，风资源存在较大的差异(如图1所示)，符合丘陵地区的风资源特点。

其中，单机最小年平均风速为6.0m/s，最大为8.1m/s，可见风速相差较大。

另外，由图1可知，部分风电机组平均风速要低于整体的平均风速，比如5号风电机组、2号风电机组、20号风电机组等等。

３．机组实际发电量
经统计，机组实际发电量如图2所示。

由图2可知，部分机组的实际发电量低于平均水平，比如20号风电机组、2号风电机组、17号风电机组等。

４．机组主要指标分析
产能经济
(1)机组电网限电损失量分析。

在统计和分析机组运行数据的基础上，在选定时间范围内，机组不存在主动限功率状态、电网指令限电的情况下，对机组理论发电量进行了计算，并以该风功率曲线为准，进行电网限电损失功率的统计和分析。

据统计，2016年该风电场拥有101.6GWh 的总发电量，全场机组的电网限电损失发电量总计为21.2GWh，平均每台机组弃风损失电量530MWh，由此可见，弃风限电是影响该风电场运行效益最主要的原因。

(2)机组自限电损失电量分析。

在实际的机组运行中，如果某些部件温度比阈值要高，机组可能会自动进入限功率运行状态，以达到保护设备安全的目的，受限功率运行影响，会造成部分发电量的损失。

其中，发电机驱动侧轴承温度、齿轮箱油温、发电机温度都是影响机组发电量的主要超温部件。

在该风电场中，2016年机组超温自限电主要因素为齿轮箱油温，其占据总体的90%以上，因此，风电场需关注自身的超温问题，以达到减少发电量损失的目的。

四、结语
总而言之，设备是保障企业生产经营的重要基础，风力发电企业亦是如此。

风力发电企业应重视风电场机组的运行状态，有效统计和分析风电机组的运行数据，对风电场的主要指标进行统计和分析，并找到发电量损失的原因，制定针对性强的措施，从而减少电量损失，增加发电量，进而推动电力事业的稳定持续发展。

参考文献：
[1]邢志刚,沈昕,高英俊,等.风电场与风电机组运行数据的精细化分析[J].风能,2017(12):88-93.
[2]沈小军,周冲成,吕洪.基于运行数据的风电机组间风速相关性统计分析[J].电工技术学报,2017,32(16):265-274.
[3]李群,杨宁,李丹,等.风电机组海量SCADA 数据的应用分析[J].机械设计与制造工程
,2018,47(12):115-118.
图1 2016
年单机年平均风速情况图2 2016年单机发电量对比（总发电量：101604.0MWh）
目前我国社会中农产品的批发市场运行机制并不完善，这对于个体农户或者供应商以及消费者来说都是一项潜在的危害。

所以相关部门应当及时责令批发市场建立健全运行机制，同时要保证其运行机制的公开透明化。

让高质量的农产品更加合理化的通过批发市场这个交易场所安全高效的进入到消费者手中，坚决维护供应商的销售成本以及消费者的消费利益。

２．建立健全相关的批发市场法律以及《食品安全法》
批发市场主要是农产品在供应商以及消费者之间的一个资源置换，它不仅是一个消费场所更承担着保证农产品质量安全的重要责任。

所以一定要健全相关的法律法规，保证食品安全，维护批发市场的正常运行机制，坚持政府的正确领导，共同努力将农产品批发市场建立成一个和谐稳定有保障的交易场所。

同时要加强对供应商以及消费者关于食品安全的法律法规宣传，坚持有法可依，有法必依。

３．加大对相关不法分子的惩罚力度注意奖惩结合
对于合理合法经营责任心较强的供应商，政府以及批发市场要给予一定的政策优惠；一旦发现有不法行为出现，一定要严厉惩罚，坚决抵制，将某些不法行为扼杀在萌芽当中。

四、结语
综上所述，针对目前农产品安全的批发市场与供应商的博弈模型分析，只有双方共同保证农产品的质量安全问题，双方才能够
达到一个利益最大化效果。

尤其在政府监管的基础上，政府要发挥强制性的作用，完善相关的法律法规以及批发市场的运行机制，同时要将批发市场的运行公开透明化，让供应商以及消费者的各种消费行为都公开在政府以及所有社会民众的眼中。

另外政府应当紧跟时代发展潮流，提高农产品质量抽检的设备技术水平，积极吸纳优秀质检人才，以自身技术水平的提高加大遏制农产品质量不合格现象的出现。

其中最重要的是要加强相关法律法规在供应商以及消费者心中的分量，让供应商以及消费者发自内心的敬畏法律，崇尚法律，共同努力为维护农产品安全，建立法治社会贡献自己的一份力量。

参考文献：
[1]胡颖.利益共享契约下农产品双渠道供应链博弈分析[J].商业经济研究,2018(3):156-159.
[2]朱立龙,郭鹏菲.政府约束机制下农产品质量安全监管三方演化博弈及仿真分析[J].系统工程,2019,v.35;No.288(12):79-84.
[3]张伟.农产品供应链优化及质量安全监管博弈分析[D].2018.[4]食品安全视角下的农产品供应链管理模式研究[D].天津理工大学,2018.
作者简介：惠国安(1971-)，男，汉族，吉林长春人，高级经济师，大学，主要从事经济领域研究。

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