風電場與風電機組運行數據的精細化探討

蘇平

摘 要 隨著社會生產能力以及人們生活水平的提升，對能源的需求在不斷增加，而風電作為重要的清潔能源之一，受到了國家以及社會各界的廣泛關注和重視，風力發電也逐漸成為發電行業的重要發展方向之一。本文簡單分析了風力發電的優勢，并對風電場與風電機組運行數據精細化分析的意義及其軟件功能進行了簡單闡述。

關鍵詞 風電機組;運行數據;精細化分析

隨著我國風電場規模以及數量的不斷增加，對風電場以及風電機組的運行管理工作提出了更多、更高的要求，而針對風電場與風電機組的運行數據進行精細化分析，不僅是為了對風電機組等機械設備的運行狀況進行分析和掌控，從而確保風電場機械設備的正常、穩定運行，還有助于對風電場生產模式進行調整和改進，從而實現風電場生產能力和生產效益的提升。

1風力發電的優勢

風力發電的優勢主要體現在以下幾個方面：其一，風電屬于清潔型能源，其電能生產不需要通過燃煤以及燃油等措施來實現，有助于避免燃煤以及燃油環節帶來的環境污染以及溫室效應等問題，而且，在電能生產過程中幾乎不會產生其他廢料;

其二，風電的經濟性在不斷提升，與水力發電相比較，風電不需要進行水壩等建筑設施的建設，使得風電場建設項目很少涉及移民等問題，與火力發電相比，風力發電對燃料的需求幾乎沒有，所以，風電幾乎不涉及燃料運輸以及廢料清除等工作環節，無形中提升了風力發電的經濟性，使得風力發電的電能生產成本要低于油電以及核電等發電形式，并接近于火力發電，從綜合效益角度而言，風力發電在各類型發電模式中有著較高的競爭力[1]。

2風電場與風電機組運行數據精細化分析的意義

2.1 有助于充分發揮風電場與風電機組運行數據的價值

風電場與風電機組運行數據精細化分析軟件的功能，其一，是對全場運行數據進行及時收集和存儲，其二，則是通過對這些運行數據的分類、整理與分析，構建出風電場與風電機組的運行模型，不僅可以幫助風電場技術人員對發電情況以及電量損失原因進行準確分析，從而實現風電場發電效率的提升，還可以對風電機組的運行狀況進行實時掌控，并通過設備故障智能診斷等功能對設備運行問題進行提前預警，確保風電機組的正常、穩定運行。

2.2 有助于推動風力發電的智能化發展

風電場與風電機組運行數據精細化分析軟件的特點，主要體現在機器學習、環境自適應功能、智能化算法以及可協同控制等幾個方面，其中，機器學習以及環境自適應功能一般應用于風電機組性能的優化等方面，可以顯著提升風電場的發電效率并實現收益的提升，而智能化算法則可以實現風電機組運行狀況實時監控以及維護效率的提升，有助于降低風電場的運營和維護成本，可協同控制功能有助于提高風電場的管理水平和管理效率，對風力發電的智能化、自動化發展有著積極的推動作用[2]。

3風電機組運行數據精細化分析軟件及其統計內容

3.1 風電場與風電機組運行數據精細化分析軟件的主要模塊

（1）數據采集模塊。風電機組運行數據精細化分析軟件的數據采集模塊，主要是通過與SCADA系統的數據服務器進行連通的方式，對風電機組的風速、風向等信息數據以及葉片轉速、槳距角、實時功率和發電量等狀態數據進行收集，同時，還會對風電機組的各種故障數據進行收集，然后對這些數據進行匯總、分類、整理以及標準化處理，并形成相應的風電機組運行數據處理報告。

（2）關鍵指標計算統計分析模塊。風電機組運行數據精細化分析軟件中的關鍵指標計算統計分析模塊，主要是根據風電場實際情況以及電能生產實際需要，對電能生產影響因素以及關鍵指標進行統計、整理、分析和計算，其中包括以下幾個方面：風電場整體以及單個風電機組的電能理論生產值和實際生產值;風電機組發電時間及其損失電量;風電機組故障時間以及故障類型等。運行數據精細化分析軟件需要針對不同類型的數據，采取不同類別的統計和分析算法進行計算，然后將計算結果進行匯總、分類等處理，并對風電場以及風電機組的關鍵指標進行精準反映。

（3）分析結果存儲與圖形化展示模塊。風電機組運行數據精細化分析軟件中的分析結果存儲與圖形化展示模塊，一方面是將風電機組運行數據分析結果存儲到相應的數據庫中，另一方面是通過各類圖形化功能對統計分析結果進行展示，并附帶相應的數據查詢和導出功能，可以讓相關技術人員更加直觀的了解風電場以及風電機組的運行狀況，幫助相關技術人員提前發現風電機組可能出現的運行故障，并采取妥善的應對和處理措施。

3.2 風電場與風電機組運行數據精細化分析軟件的統計內容

風電場與風電機組運行數據精細化分析軟件的統計內容，其一，是風電場理論發電量和實際發電量，理論發電量主要是指根據風電機組的功率曲線計算出的應發電量，而功率曲線的計算，則是在一定時間范圍內，以不限電和不限功率的風電機組狀態為基準，以風速儀風速為參數計算出的風電機組功率曲線。而實際發電量則是在一定時間范圍內，風電場內每個風電機組的實際發電量以及匯總的總發電量。其二，是統計風電場的電網限電量，主要是在一定時間區間內，以電網指令限電情況下的風電機組狀態為基準，通過計算風電機組的實際發電量與理論發電量之間的差值，分析出該狀態下風電機組的電能損失情況。其三，是對風電機組在不同運行狀態下的運行狀況進行統計，主要是對風電機組在不同運行狀態下的發電情況、停機情況、故障發生情況以及維持時間等數據信息進行統計，方便相關技術人員對風電機組的運行狀態進行合理調整與掌控[3]。

4結束語

總而言之，風電機組運行數據精細化分析軟件的應用，不僅可以幫助風電場工作人員更加及時、準確的了解風電機組運行狀況和風電場經濟性指標，還可以幫助風電場技術人員提前分析和發現風電機組運行過程中存在的隱患，并幫助相關技術人員制定出妥善、可行的解決方案，對風電場運營效益的提升以及健康發展有著重要意義。

參考文獻

[1] 邢志剛，沈昕，高英俊，等.風電場與風電機組運行數據的精細化分析[J].風能，2017（12）：88-93.

[2] 李秋佳.基于大數據建模分析的風電機組運行狀態評估方法[D].北京：華北電力大學，2019.

[3] 張靜.基于數據的風電機組發電機健康評估與故障預測研究[D].上海：上海交通大學，2019.