2022基于SCADA数据的风电场智能评估

存量风电项目增效管理——基于SCADA数据的风电场智能评估风电场增效管理

常见问题Page

2机组看似正常——还有多少潜力？机组看似不理想——却说不出原因总共损失多少？其中多少能找回？供应商设备可利用率总是95%以上？不同设备供应商的风电场如何评价？总结性能表现，明确损失找到正确的期望值让业主得到公正透明的信息找到问题的实质和改善的方向运行数据多样——数据利用率低发电量影响因素02发电量影响因素01风资源03Page

3功率曲线可利用率平均风速、湍流度、偏航误差、风剪切、空气密度等单位时间内给定输入下的输出，反映能量的转换效率可发电时间，进一步“能量利用率”风电场增效管理

意义与用途01、保证业主看到真实情况02、避免不同供应商算法引入的差异03、发电量差异量化、寿命量化公正透明算法统一目标量化做考核提管理促优化增效管理延寿命找问题[用途]Page

4风电场增效管理

解决方案风电场管理系统智能评估系统（方法）风电机组SCADA监测系统动态功率曲线设计数据测试数据分析报告（定期）发电性能总结问题机组锁定长期监测技改建议风电场考核与对标制造商、技改方提出方案技改效果评价业主方第三方制造商及其他Page

5发电量损失分析

功率曲线分析机组控制分析温度预警Page

6振动分析载荷及延寿风速、功率、状态码损失原因，潜在问题偏航误差、设计资料修正机舱功率曲线，功率曲线对比转速、桨距角、扭矩控制策略问题，优化建议温度数据、故障日志温度估计器、故障预警高频振动数据振动频谱分析机组运行期间测风设备数据疲劳载荷计算结果、延寿分析风电场增效管理

工作模块风电场增效管理

建议项目选择资料获取产出与交付月报--发现问题：发电量统计与损失分析温度异常分析运行状态分析年报--具体分析问题方向控制策略分析控制策略优化建议功率曲线分析后续服务并网运行一年以上维护日志&故障记录完备整机厂授权使用机组设计资料数据接入现场电脑or服务器，数据系统分析定期拷贝数据，人工处理数据处理系统月报年报进一步故障分析与检测技改建议与效果评价Page

7运行数据完备考核指标及标准明确寿命监测及延寿数据处理系统定制化风电场增效管理

利用什么数据？动态功率曲线每台机组的运行SCADA数据状态与载荷监测数据Page

8风电场增效管理

如何做？动态功率曲线每台机组的运行SCADA数据绘制功率曲线机舱风速修正担保K值足够的采集变量，供识别机组状态足够的采集时长，供进行统计分析VSPage

9风电场增效管理

如何做？每台机组的运行SCADA数据绘制功率曲线机舱风速修正需提前获取，否则无法很好的评价机组是否满足预期。Page

10风电场增效管理

如何做？虽然机舱风速会受风轮影响，但对同一机型，影响基本一致。所以，采用未经修正的SCADA功率曲线，通过一定的方式依然可以进行分析。只要在统一尺度下进行评价，选出表现好的机组作为“参考值”，总能找到那些相对不理想的机组。如果没有机舱传递函数，还能做些什么？Page

11风电场增效管理

分析方法横向比较：和其它机组同期进行比较，可排除与时间相关的变化（如风资源、机组性能下降、季节变化）；通常选择相关性较好的机组。纵向比较：和历史进行比较，可排除机组个体间的差异（机组差异、机位处特殊风况的条件）；通常适合个体差异较大的机组，相关性差，功率异常等。同一机位不同时期的风玫瑰图某风场各机组发电量相关性分析Page

12风电场增效管理

分析量Page

13与保证功率曲线比较：反映与预期的差异实际电量与理论电量：综合发电效果评价未发电时间和损失电量：潜在提升空间机组状态量：识别异常，进行原因查找控制策略分析：提出优化方向012345650000100000150000200000250000300000350000400000JanuarySeptember

November月发电量[kWh]February MarchenergyApril May JuneEst_total_energyJuly

AugustWS_P50风电场增效管理

评估内容SCADA数据+运行维护记录功率曲线和损失电量分析机组稳态参数分析偏航误差分析和校准基于温度的故障预报机组疲劳载荷累积计算和延寿加入高频监控数据机组结构动态性能监测和特性分析机组结构模态共振分析和报警机组传动链监测、风轮气动不平衡监测加入控制器内50Hz数据机组控制动态性能分析和优化机组动态载荷估算分析塔架共振和防倒预警Page

14风电场增效管理

案例Page

15WTJanuaryFebruaryMarchAprilMayJuneJulyAugustSeptemberOctoberNovemberDecember131172117713724402227670724424816253121491910077520710473595324159130907231712517661126313125990521344315715319648199315193665728003035861371263325002175663235898289001259426166945236269110380216287825683449901360414303303176659255070301562251283125066183044105840201991792133166991229175306177175356284570329960301625177951175980105135204103734753228321211886291279167230251321244911170726114352128127819341967237327431140011828672068081230902570062939882509671587172312431027012013767328230461411877083225621825872832593231752296211410572525281179432203348109032158212378792702061775732788733233882752461860142071601191781665898749132613911845410284940164953262085323986301591186774208917108197196280715392948591131131128131616382624106031382229753217408519806710739221280078059225124113160122927661795952722063220852753611771352120511208952206648304929669811173513310887168419281121292742274439152397198519103408196671710843014091181461427535284756267907298853275850163896219445121950206880824163185429672615302190185629283093331139313682178863260903533817684989882317724127498年发电量统计分析风电场增效管理

案例年发电量与风速P50统计Page

16风电场增效管理

案例0

12345650000100000150000200000250000300000350000400000JanuaryFebruaryMarchMay JuneEst_total_energyJulyAugustSeptemberNovemberAprilenergyWS_P50月发电量统计分析Page

17风电场增效管理

案例发电量损失分析25.0%20.0%15.0%10.0%5.0%0.0%故障损失

限电损失一月

二月

三月

四月

五月

六月

七月

八月

九月

十月其他停机损失Page

18风电场增效管理

案例实际和保证或仿真功率曲线的比较功率散点图比较（SCADA_功率

VS

SCADA_风速）2468WindSpeed

(m/s)10121405001000150020002500Power

(kW)SCADA_powervs.

SCADA_ws303132333435363738394041424344454647484950担保仿真

功率曲线分析部分机组在额定风速以上存在大量未满发情况Page

19但根据业主反馈，目标风场不存在限电风电场增效管理

案例状态分析（控制异常）额定转速设置不一致控制器没能追踪最优CP切入模式设置不一致控制器问题Page

20风电场增效管理

案例状态分析（控制异常）风速桨距角分层，小风速下的最优桨距角追踪策略不一致Page

21风电场增效管理

案例状态分析（控制异常）共振穿越问题：30#机组共振穿越效果较差37#机组共振穿越效果较好41#机组未采用共振穿越策略，采用提高转速方式进行避共振Page

22风电场增效管理

案例低风速、高湍流导致机组频繁穿越共振区机位点选取存在问题提高转速、牺牲发电量Page

23状态分析（控制异常）风电场增效管理

案例状态分析——偏航误差Page

24风电场增效管理

案例状态分析——传感器异常转速信号故障Page

25功率达到额定，转速信号近似为0，也不触发停机数据中存在的问题

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WT11风电场增效管理

案例状态分析——细分进一步的状态细分Page

26风电场增效管理

案例Page

27实测温度和估 温度过高触发预计 警，提前消缺