一种海上风电场的发电出力监测方法、装置、终端和介质

技术领域

本发明涉及海上风电出力监测领域，尤其涉及一种海上风电场的发电出力监测方法、装置、终端设备和计算机可读存储介质。

背景技术

海上风电机组所处的环境复杂且恶劣，由于现场运行条件复杂，譬如盐雾腐蚀、大风大浪导致的信道干扰、互感器或者量测设备损坏等情况，海上风电的一些遥测结果难免会出现坏数据或数据的缺失。为保证海上风电机组的安全运行和调控，对海上风电场的发电出力情况进行监测是十分必要的。

目前，现有的海上风电场的风电出力通常是对单台设备的数据监测，通过对各台设备进行简单叠加，以反映设备集合的发电出力情况。但是，这种方法仅能反映了某种能源类型的设备集合的出力情况，间接反映的海上风电场的新能源发电出力情况缺乏准确性和全面性。

发明内容

本发明提供了一种海上风电场的发电出力监测方法、装置、终端设备和计算机可读存储介质，以解决如何提高监测的准确性的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种海上风电场的发电出力监测方法，包括：

对所述海上风电场的所有发电设备进行实时监测，并获取所述所有发电设备工作状态数据；

基于各发电设备的工作状态数据，根据各发电设备类型对应的排列规则，获取各发电设备类型对应的设备集合的出力监测数据，进而根据所述出力监测数据获取各类型发电场场站的出力监测图；

对所述各类型发电场场站的出力监测图进行加和，构建所述海上风电场对应发电区域的出力监测图，获得所述海上风电场的出力监测结果。

作为优选方案，所述发电设备类型包括光伏逆变器和风机；所述设备集合的类型包括光伏汇流箱和风机集电线；所述发电场场站的类型包括风电场和光伏电站。

作为优选方案，所述风机的工作状态数据包括分位信号和合位信号；

在所述获得所述海上风电场的出力监测结果之后，还包括：

根据所述风机的分位信号和合位信号，对所述风机的遥信变位情况进行报警。

作为优选方案，在所述构建所述海上风电场对应发电区域的出力监测图之后，还包括：

获取所述海上风电场的出力对应发电区域层级的出力计划图；

对所述出力监测图和所述出力计划图进行比对，当比对结果中存在异常信息，则发出报警提示。

作为优选方案，所述对所述出力监测图和所述出力计划图进行比对，具体为：

计算所述出力监测图和所述出力计划图之间的偏差值是否大于预设的第一阈值，当所述偏差值大于所述第一阈值时，则发出异常提示。

作为优选方案，所述发电出力监测方法还包括：

根据所述各类型发电场场站的出力监测图获取各类型发电场场站的有功变化量；

当所述有功变化量超过所述第二阈值时，发出警报。

作为优选方案，所述风电场场站包括测风塔；

所述发电出力监测方法还包括：

实时监测所述测风塔的风向和风速，通过所述测风塔的风向和风速，确定所述测风塔各层的风向、风速和温湿压。

相应的，本发明实施例还提供了一种海上风电场的发电出力监测装置，包括工作状态数据获取模块、发电场场站监测模块和海上风电场监测模块；其中，

所述工作状态数据获取模块，用于对所述海上风电场的所有发电设备进行实时监测，并获取所述所有发电设备工作状态数据；

所述发电场场站监测模块，用于基于各发电设备的工作状态数据，根据各发电设备类型对应的排列规则，获取各发电设备类型对应的设备集合的出力监测数据，进而根据所述出力监测数据获取各类型发电场场站的出力监测图；

所述海上风电场监测模块，用于对所述各类型发电场场站的出力监测图进行加和，构建所述海上风电场对应发电区域的出力监测图，获得所述海上风电场的出力监测结果。

相应的，本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项所述的海上风电场的发电出力监测方法。

相应的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一项所述的海上风电场的发电出力监测方法。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种海上风电场的发电出力监测方法、装置、终端设备和计算机可读存储介质，所述发电出力监测方法包括：对所述海上风电场的所有发电设备进行实时监测，并获取所述所有发电设备工作状态数据；基于各发电设备的工作状态数据，根据各发电设备类型对应的排列规则，获取各发电设备类型对应的设备集合的出力监测数据，进而根据所述出力监测数据获取各类型发电场场站的出力监测图；对所述各类型发电场场站的出力监测图进行加和，构建所述海上风电场对应发电区域的出力监测图，获得所述海上风电场的出力监测结果。相比于现有技术，通过对所有发电设备进行实时监测，获取其工作状态数据，在此基础上结合各发电类型对应的排列规则，获取设备集合的出力监测数据，并获取各类型发电场场站的出力监测图，通过进行加和处理，构建海上风电场的出力监测图，相比现有技术仅依赖各设备的出力监测获取设备集合的发电出力情况可以更为直观、全面地反映海上风电场的发电出力实际情况，具有更高的准确性。

附图说明

图1：为本发明提供的海上风电场的发电出力监测方法的一种实施例的流程示意图。

图2：为本发明提供的一种出力监测方法的一种实施例的层级结构示意图。

图3：为本发明提供的一种出力计划执行情况示意图。

图4：为本发明提供的海上风电场的发电出力监测装置的一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

实施例一：

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种海上风电场的发电出力监测方法，包括步骤S1至步骤S3，其中，

步骤S1，对所述海上风电场的所有发电设备进行实时监测，并获取所述所有发电设备工作状态数据。

在本实施例中，发电出力监测方法的监测层级请参照图2，按照“单设备－设备集合－场站－区域”对不同能源类型的发电运行情况进行监测。其中，发电设备的类型包括但不限于光伏逆变器和风机；所述设备集合的类型包括但不限于光伏汇流箱和风机集电线；所述发电场场站的类型包括但不限于风电场、光伏电站以及测风塔等等。

其中，所述光伏电站是一种基于太阳光能，并利用特殊电子元件(譬如晶硅板、逆变器等)组成的发电体系。其与电网相连并向电网输送电力。而风电场主要为：由批量风力发电机(本实施例所述的风机)机组或风力发电机组群组成的电站。

实施本申请实施例，通过对所述海上风电场中所有的发电设备进行实时监测并采集，获取所有发电设备的工作状态数据，所述工作状态数据包括但不限于功率、有功变化量等。

步骤S2，基于各发电设备的工作状态数据，根据各发电设备类型对应的排列规则，获取各发电设备类型对应的设备集合的出力监测数据，进而根据所述出力监测数据获取各类型发电场场站的出力监测图。

在本实施例中，设备的集合包含风机集电线以及光伏汇流箱等，不同类型的发电设备，以及不同类型的设备集合，具有不同的排列规则。其中，风机集电线是汇集风机的发电量并传输至升压站的输电系统；光伏汇流箱则是由若干的光伏串列并联，而光伏串列则是由一定数量、规格相同或不同的光伏电池串联起来的，光伏电池与光伏逆变器连接。获取的各发电设备类型对应的设备集合的出力监测数据包括但不限于功率、有功变化量以及并网电压等，进而，可以构建下一层次(发电场场站)的出力监测图，以实时反映发电场场站的功率、有功变化量和并网点电压等等。

步骤S3，对所述各类型发电场场站的出力监测图进行加和，构建所述海上风电场对应发电区域的出力监测图，获得所述海上风电场的出力监测结果。

在本实施例中，通过构建所述海上风电场对应发电区域的出力监测图进而获得所述海上风电场的出力监测结果，可以实时反映发电区域内风电、光伏等类型的新能源出力变化情况。

进一步地，作为本实施例的一种举例，所述风机的工作状态数据包括分位信号和合位信号；

在所述获得所述海上风电场的出力监测结果之后，还包括：

根据所述风机的分位信号和合位信号，对所述风机的遥信变位情况进行报警，譬如，可以在由分到合时，后台的遥信信号进行相应的提示。

作为一种优选实施方式，在所述构建所述海上风电场对应发电区域的出力监测图之后，还包括：

可以根据所述海上风电场的计划发电情况生成出力计划图，进而获取所述海上风电场的出力对应发电区域层级的出力计划图，并对所述出力计划图和所述出力监测图进行可视化展示，以供相关人员参考，并实时获取发电计划的执行情况，以了解所述海上风电场、各发电场场站的实时发电情况。

对所述出力监测图和所述出力计划图进行比对，当比对结果中存在异常信息，则发出报警提示。

在本实施例中，所述对所述出力监测图和所述出力计划图进行比对，具体为：

可以通过所述出力计划图获取新能源发电场的理论出力曲线，并通过所述出力监测图和所述出力计划图，计算所述出力监测图和所述出力计划图之间的偏差值是否大于预设的第一阈值，以量化两者之间的偏差，当所述偏差值大于所述第一阈值时，则发出异常提示。其中，所述第一阈值的取值可以根据实际应用场景进行合理设定。譬如，风力发电理论功率与风力实际功率的偏差超过A则进行异常提示，其中A为预定义或预配置的。实施本实施方式，由于风力发电具有一定的波动性和不确定性，且电力系统的调度与风电出力具有较高的关联性，通过与上述第一阈值的比对，可以有效降低因为偏差带来的影响，以便于维护发电场场站的运行安全和运行稳定。作为进一步优选，可以将所述出力计划图和所述出力监测图整合到同一图标中，参照图3，从而可以更直观地进行比对，以实时获悉发电计划的执行情况，即使对实际情况进行相应调度，维护海上风电的安全、高效运行。

进一步地，作为进一步优选的实施方案，所述发电出力监测方法还包括：

根据所述各类型发电场场站的出力监测图获取各类型发电场场站的有功变化量；

当所述有功变化量超过所述第二阈值时，发出警报。

由于对海上风电场的风光电机组来说，风电机组增加的有功功率不能超过其可增有功功率，有功功率的减小的量不能超过其可减有功功率，由此才能尽可能地保证发电场运行的稳定性。其中，有功功率具体是指单位时间内实际发出或消耗的交流电能量，可以理解为周期内的平均功率。当有功功率过低时，线损会增加、容量和设备的使用率会相应下降，从而会导致电能的浪费加大。本实施例的第二阈值为预定义值，其具体取值可以根据实际应用场景进行合理设定。对发电场的有功变化量进行监测，并在越限时报警，可以有效维护发电场的稳定运行，及时地发现可以减少资源的浪费，降低发电场的运行成本和维护、检修成本。

作为一种优选实施方式，所述风电场场站包括测风塔；

所述发电出力监测方法还包括：

实时监测所述测风塔的风向和风速，通过所述测风塔的风向和风速，确定所述测风塔各层的风向、风速和温湿压。在本实施例中，所述测风塔为一种用于测量风能参数的高耸塔架结构。可以用于对近地面气流运动情况进行观测和记录。本实施例的测风塔存在于风电场场站层级，通对测风塔的实施检测，可以获悉测风塔各层的风力情况。

相应的，参照图4，本发明实施例还提供了一种海上风电场的发电出力监测装置，包括工作状态数据获取模块101、发电场场站监测模块102和海上风电场监测模块103；其中，

所述工作状态数据获取模块101，用于对所述海上风电场的所有发电设备进行实时监测，并获取所述所有发电设备工作状态数据；

所述发电场场站监测模块102，用于基于各发电设备的工作状态数据，根据各发电设备类型对应的排列规则，获取各发电设备类型对应的设备集合的出力监测数据，进而根据所述出力监测数据获取各类型发电场场站的出力监测图；

所述海上风电场监测模块103，用于对所述各类型发电场场站的出力监测图进行加和，构建所述海上风电场对应发电区域的出力监测图，获得所述海上风电场的出力监测结果。

相应的，本发明实施例还提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现任意一项所述的海上风电场的发电出力监测方法。

相应的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一项所述的海上风电场的发电出力监测方法。

所述处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分。

所述存储器可用于存储所述计算机程序，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述终端的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

相应的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一项所述的海上风电场的发电出力监测方法。

其中，所述海上风电场的发电出力监测装置/终端集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read－Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施例提供了一种海上风电场的发电出力监测方法、装置、终端设备和计算机可读存储介质，所述发电出力监测方法包括：对所述海上风电场的所有发电设备进行实时监测，并获取所述所有发电设备工作状态数据；基于各发电设备的工作状态数据，根据各发电设备类型对应的排列规则，获取各发电设备类型对应的设备集合的出力监测数据，进而根据所述出力监测数据获取各类型发电场场站的出力监测图；对所述各类型发电场场站的出力监测图进行加和，构建所述海上风电场对应发电区域的出力监测图，获得所述海上风电场的出力监测结果。相比于现有技术，通过对所有发电设备进行实时监测，获取其工作状态数据，在此基础上结合各发电类型对应的排列规则，获取设备集合的出力监测数据，并获取各类型发电场场站的出力监测图，通过进行加和处理，构建海上风电场的出力监测图，相比现有技术仅依赖各设备的出力监测获取设备集合的发电出力情况可以更为直观、全面地反映海上风电场的发电出力实际情况，具有更高的准确性。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。