風(fēng)力機SCADA數(shù)據(jù)預(yù)處理及運行狀態(tài)識別方法研究.pdf

1、隨著風(fēng)電行業(yè)的飛速發(fā)展，單機容量不斷增加，單機成本也越來越高，風(fēng)力機一旦發(fā)生故障，將加大風(fēng)機制造商和風(fēng)電場運營商的維護成本，同時各類風(fēng)力機事故的出現(xiàn)也對風(fēng)電產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展帶來嚴(yán)重的負面影響。目前各國學(xué)者基于風(fēng)力機SCADA數(shù)據(jù)挖掘?qū)︼L(fēng)力機的運行狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷方面開展了大量的工作，但由于SCADA數(shù)據(jù)中包含了大量的隨機信息不便處理，現(xiàn)有的研究也主要集中在理論與方法的探索階段。本文以某2MW直驅(qū)式風(fēng)力機為對象，基于風(fēng)力機原始SCADA數(shù)據(jù)

2、，建立了數(shù)據(jù)預(yù)處理方法并構(gòu)建了其評價策略，分析了風(fēng)速的隨機性對風(fēng)力機輸出功率的影響，繼而構(gòu)建了風(fēng)力機性能劣化模型，為風(fēng)力機設(shè)計和控制提供參考。所開展的主要研究工作如下：
　　為了從SCADA數(shù)據(jù)中獲得更明確的物理信息，更好地判斷風(fēng)電機組運行狀態(tài)，分別將常規(guī)平均數(shù)法、最小二乘法和本文提出的非參數(shù)法（核密度—均值法）用于風(fēng)電場SCADA數(shù)據(jù)預(yù)處理。建立了風(fēng)電場SCADA數(shù)據(jù)預(yù)處理算法三個評價指標(biāo)，包括1.物理特性一致性；2.采樣時間變

3、化穩(wěn)健性；3.采樣頻率變化穩(wěn)健性。設(shè)計了評價指標(biāo)定量計算公式，用以評價各種預(yù)處理算法效果?；诤嗣芏取捣▽θr風(fēng)電機組SCADA數(shù)據(jù)進行了預(yù)處理，分析了風(fēng)電機組運行特性，包括風(fēng)速與輸出功率、輪轂轉(zhuǎn)速的關(guān)系以及風(fēng)能利用系數(shù)。
　　以“風(fēng)—功率”關(guān)系模型為基礎(chǔ)，充分考慮風(fēng)速變化和風(fēng)向變化對功率波動的影響，定義了風(fēng)速波動系數(shù)、風(fēng)向波動系數(shù)和綜合影響因子，建立了風(fēng)速波動—功率波動一維評價模型、風(fēng)向波動—功率波動一維評價模型，以及風(fēng)速