本發(fā)明涉及一種計算風(fēng)電能量利用率的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

從風(fēng)電場評價體系看，當(dāng)前國內(nèi)以可利用率作為評價體系的核心，該指標從可用時間的維度衡量了風(fēng)力發(fā)電機和風(fēng)場的性能優(yōu)劣。據(jù)中國能源報2015年6月的報道，目前中國風(fēng)電場已經(jīng)進入較高的時間利用率階段，但中國風(fēng)電平均等效發(fā)電小時數(shù)并不高，在相同風(fēng)資源和發(fā)電能力下，中國風(fēng)電資產(chǎn)發(fā)電量比美國低15％-20％。隨著我國風(fēng)電進入平穩(wěn)的發(fā)展階段，風(fēng)電投資企業(yè)逐漸理性化，從過去的單純關(guān)注裝機數(shù)量轉(zhuǎn)變?yōu)椤皵?shù)量和質(zhì)量”并重，產(chǎn)生了更加合理和急迫的科學(xué)管理能量利用率的訴求。

能量利用率是指風(fēng)力發(fā)電機的實際發(fā)電量與理論發(fā)電量的比值，最早由國際電工協(xié)會提出，實際使用中還需考慮風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)因素。目前，能量利用率指標的獲取比較困難，該類指標的準確度也無法達到要求，造成該類評價體系很難在行業(yè)內(nèi)推廣，主要存在以下兩個技術(shù)問題：

第一、不同型號的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)難以準確統(tǒng)一起來：當(dāng)前各發(fā)電集團都規(guī)定了自己的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)劃分標準，以期在集團內(nèi)部把不同廠家不同型號的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)統(tǒng)一起來，以便在指標計算時基于統(tǒng)一標準的狀態(tài)變化數(shù)據(jù)計算某些狀態(tài)子集的能量可利用率。但各型號風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)判別邏輯不同，很難把每種機型的每個狀態(tài)都清晰的區(qū)別開來。

第二、理論發(fā)電量計算精度無法達到要求：風(fēng)場指標評價中一般采用以實際風(fēng)速對應(yīng)的理論功率做積分的方法(后面簡稱為功率曲線法)或以樣本機發(fā)電量(后面簡稱為樣本法)計算風(fēng)力發(fā)電機理論發(fā)電量。功率曲線法存在風(fēng)力發(fā)電機輪轂和葉片的轉(zhuǎn)動慣性造成的功率爬坡問題、溫濕度/海拔等動態(tài)的外部環(huán)境造成的風(fēng)速功率動態(tài)偏差修正計算太過復(fù)雜等問題；樣本法以類比的思想自動包含了大氣壓力、溫濕度、地形條件、風(fēng)力發(fā)電機爬坡階段的風(fēng)輪慣性等各種影響風(fēng)力發(fā)電機發(fā)電的因素，但存在單一樣本的代表性不強造成的計算誤差大、樣本失效/檢修時無法計算等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種計算風(fēng)電能量利用率的系統(tǒng)及方法，以解決風(fēng)電行業(yè)能量利用率指標計算難度高、計算誤差大的問題。

名詞解釋：

1、歷史數(shù)據(jù)庫：用于存儲結(jié)構(gòu)化歷史數(shù)據(jù)的介質(zhì)及其配套的存取訪問接口和服務(wù)，可以是商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，也可以是文件等其他存儲類型。

2、實時數(shù)據(jù)庫：包含對象模型信息，用于提供實時原數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理中間結(jié)果的緩存和交換場地。

3、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)：把風(fēng)力發(fā)電機運行的全生命周期按工況劃分為完整互斥的多種狀態(tài)，比如運行、故障、限電運行、限電停機、檢修、維修等。

4、樣本風(fēng)力發(fā)電機：風(fēng)場內(nèi)人為選取若干個不參與限電的風(fēng)力發(fā)電機，以這些風(fēng)力發(fā)電機的發(fā)電量為標桿，類比計算其他風(fēng)力發(fā)電機的理論發(fā)電量。

5、樣本組：由多個發(fā)電條件類似的樣本風(fēng)力發(fā)電機組成。一個風(fēng)場可根據(jù)發(fā)電條件的差異程度定義多個樣本組，每個實際風(fēng)力發(fā)電機都有一個樣本組與之對應(yīng)。

6、原數(shù)據(jù)：指風(fēng)機上送到本系統(tǒng)的原始測量數(shù)據(jù)，比如實測風(fēng)速、實測有功功率、實時檢修標記、風(fēng)機各故障告警信號等。

7、歷史存檔：指以特定的數(shù)據(jù)格式保存到歷史數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種計算風(fēng)電能量利用率的系統(tǒng)，包括實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，還包括分別與實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫相連的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測模塊、風(fēng)力發(fā)電機樣本組數(shù)據(jù)處理模塊、風(fēng)力發(fā)電機總發(fā)電量記錄服務(wù)模塊、風(fēng)力發(fā)電機指標周期計算服務(wù)模塊和用戶交互模塊，其中：

實時數(shù)據(jù)庫用于存放各風(fēng)力發(fā)電機對象模型信息、各風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息，存放各風(fēng)力發(fā)電機實時采集的原數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理中間結(jié)果，每個風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息都設(shè)置有一個“樣本處于該狀態(tài)時是否有效”的屬性，即有效標記；

風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測模塊讀取各風(fēng)力發(fā)電機實時采集的原數(shù)據(jù)進行實時判別并刷新實時數(shù)據(jù)庫中風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機的狀態(tài)變化時產(chǎn)生歷史存檔存入歷史數(shù)據(jù)庫；

風(fēng)力發(fā)電機樣本組數(shù)據(jù)處理模塊在線監(jiān)測實時數(shù)據(jù)庫中各樣本風(fēng)力發(fā)電機的有效標記，并計算有效樣本的平均發(fā)電量，當(dāng)有效樣本不發(fā)生變化時，周期存檔風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有效樣本在本周期的平均發(fā)電量至歷史數(shù)據(jù)庫；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有樣本退出或加入時，則計算從上次歷史存檔時刻開始到當(dāng)前時間的時段內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有效樣本平均發(fā)電量，并做歷史存檔存入歷史數(shù)據(jù)庫；

風(fēng)力發(fā)電機總發(fā)電量記錄服務(wù)模塊以設(shè)定周期采樣實時數(shù)據(jù)庫中各風(fēng)力發(fā)電機的實際總發(fā)電量，并存入歷史數(shù)據(jù)庫；

風(fēng)力發(fā)電機指標周期計算服務(wù)模塊基于實時數(shù)據(jù)庫中的對象模型信息和歷史數(shù)據(jù)庫中的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)變化歷史存檔、各風(fēng)力發(fā)電機樣本組平均發(fā)電量歷史存檔、風(fēng)力發(fā)電機實際總發(fā)電量歷史存檔三類歷史數(shù)據(jù)，計算并統(tǒng)計每臺風(fēng)力發(fā)電機在每種狀態(tài)下的周期實際發(fā)電量、理論發(fā)電量，并把各周期統(tǒng)計結(jié)果存入歷史數(shù)據(jù)庫；

用戶交互模塊：用戶通過用戶交互模塊與系統(tǒng)進行交互并提取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行風(fēng)電能量利用率的計算。

優(yōu)選，風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)是把風(fēng)力發(fā)電機運行的全生命周期按工況劃分為完整互斥的多種狀態(tài)。

優(yōu)選，風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測模塊包括風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息建模單元、風(fēng)力發(fā)電機對象建模單元和風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測單元，其中：

風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息建模單元用于用戶自定義風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息集合；

風(fēng)力發(fā)電機對象建模單元用于用戶自定義風(fēng)力發(fā)電機對象模型信息；

風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測單元用于進行風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線判別和風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)變化監(jiān)測。

相對應(yīng)的，一種計算風(fēng)電能量利用率的方法，包括如下步驟：

步驟1、建立各風(fēng)力發(fā)電機對象模型信息、各風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息，其中，每個風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息都設(shè)置有一個“樣本處于該狀態(tài)時是否有效”的屬性，即有效標記；

步驟2、實時采集各風(fēng)力發(fā)電機的原數(shù)據(jù)；

步驟3、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測模塊根據(jù)實時采集的各風(fēng)力發(fā)電機的原數(shù)據(jù)實時判別并刷新實時數(shù)據(jù)庫中風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機的狀態(tài)變化時產(chǎn)生歷史存檔存入歷史數(shù)據(jù)庫；

步驟4、風(fēng)力發(fā)電機樣本組數(shù)據(jù)處理模塊在線監(jiān)測實時數(shù)據(jù)庫中各樣本風(fēng)力發(fā)電機的有效標記，并計算有效樣本的平均發(fā)電量，當(dāng)有效樣本不發(fā)生變化時，周期存檔風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有效樣本在本周期的平均發(fā)電量至歷史數(shù)據(jù)庫；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有樣本退出或加入時，則計算從上次歷史存檔時刻開始到當(dāng)前時間的時段內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有效樣本平均發(fā)電量，并做歷史存檔存入歷史數(shù)據(jù)庫；風(fēng)力發(fā)電機總發(fā)電量記錄服務(wù)模塊以設(shè)定周期采樣實時數(shù)據(jù)庫中各風(fēng)力發(fā)電機的實際總發(fā)電量，并存入歷史數(shù)據(jù)庫；

步驟5、風(fēng)力發(fā)電機指標周期計算服務(wù)模塊基于實時數(shù)據(jù)庫中的對象模型信息和歷史數(shù)據(jù)庫中風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)變化歷史存檔、各風(fēng)力發(fā)電機樣本組平均發(fā)電量歷史存檔、風(fēng)力發(fā)電機實際總發(fā)電量歷史存檔三類歷史數(shù)據(jù)，計算并統(tǒng)計每臺風(fēng)力發(fā)電機在每種狀態(tài)下的周期實際發(fā)電量、理論發(fā)電量，并把各周期統(tǒng)計結(jié)果存入歷史數(shù)據(jù)庫；

步驟6、用戶按需通過四則運算即可得到待求的風(fēng)電能量利用率。

本發(fā)明的有益效果是：

第一、滿足了用戶對風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)定義的定制化要求，細化到測點粒度的判據(jù)使其能夠把不同機型的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)準確映射到用戶定義的統(tǒng)一風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)集合上來，具備了以統(tǒng)一標準計算不同機型能量利用率的能力，使得不同機型、不同維度的能量利用率指標具備了橫向可比性。

第二、采用樣本組式框架計算理論發(fā)電量，異常樣本可及時剔除，恢復(fù)正常的樣本可及時自動加入，避免了單一樣本異常造成的理論發(fā)電量無法計算的問題。

第三、通過采用組內(nèi)多樣本數(shù)據(jù)的均值，減小了因風(fēng)力發(fā)電機個體工況差異、外部發(fā)電環(huán)境差異等引入的計算偏差。

第四、本發(fā)明封裝了所有的業(yè)務(wù)計算，并把細粒度的指標結(jié)果輸出到歷史數(shù)據(jù)庫存檔，使得本發(fā)明只需經(jīng)過簡單的四則運算便可靈活實現(xiàn)各種維度的能量利用率計算，保證了本發(fā)明在風(fēng)電能量利用率計算中的通用性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種計算風(fēng)電能量利用率的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本發(fā)明風(fēng)力發(fā)電機樣本組數(shù)據(jù)處理流程圖；

圖3是本發(fā)明實施例中樣本有效判別序列圖；

圖4是本發(fā)明樣本組法理論發(fā)電量計算數(shù)據(jù)處理時間序列圖；

圖5是本發(fā)明一種計算風(fēng)電能量利用率的方法的數(shù)據(jù)流示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步的詳細描述，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。

如圖1-5所示，一種計算風(fēng)電能量利用率的系統(tǒng)，包括實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫，還包括分別與實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫相連的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測模塊、風(fēng)力發(fā)電機樣本組數(shù)據(jù)處理模塊、風(fēng)力發(fā)電機總發(fā)電量記錄服務(wù)模塊、風(fēng)力發(fā)電機指標周期計算服務(wù)模塊和用戶交互模塊(此模塊圖1中未示出)，各個模塊通過實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的相互交互，下面對各個模塊進行詳細介紹：

實時數(shù)據(jù)庫用于存放各風(fēng)力發(fā)電機對象模型信息、各風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息，存放各風(fēng)力發(fā)電機實時采集的原數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)處理中間結(jié)果，每個風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息都設(shè)置有一個“樣本處于該狀態(tài)時是否有效”的屬性，即有效標記。風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)劃分可現(xiàn)場按需定制，每個風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)定義都帶有“樣本處于本狀態(tài)時是否有效”的標記，據(jù)此判定當(dāng)樣本機處于某種狀態(tài)時是否退出或加入樣本組平均發(fā)電量的計算。

風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測模塊讀取各風(fēng)力發(fā)電機實時采集的原數(shù)據(jù)進行實時判別并刷新實時數(shù)據(jù)庫中風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機的狀態(tài)變化時產(chǎn)生歷史存檔存入歷史數(shù)據(jù)庫。

用戶可按需定義風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)集合(后面稱之為自定義風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)集合)，基于此狀態(tài)集合針對不同風(fēng)力發(fā)電機型號定制不同的狀態(tài)判別邏輯，由風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測模塊實時判別并刷新實時數(shù)據(jù)庫對應(yīng)屬性值，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)變化時產(chǎn)生歷史存檔。優(yōu)選，風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測模塊包括風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息建模單元、風(fēng)力發(fā)電機對象建模單元和風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測單元，其中：

風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息建模單元用于用戶自定義風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息集合，自定義風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息集合存放于實時數(shù)據(jù)庫中，比如，模型如表1所示：

表1自定義風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息模型結(jié)構(gòu)

其中，動態(tài)屬性：是指用于存放實測數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)處理中間結(jié)果的屬性，實時處理程序?qū)崟r刷新動態(tài)屬性；靜態(tài)屬性：是指用于存放一些配置參數(shù)、模型從屬關(guān)系等信息的屬性，實時處理程序一般不對靜態(tài)屬性做刷新。

風(fēng)力發(fā)電機對象建模單元用于用戶自定義風(fēng)力發(fā)電機對象模型信息，比如，實時數(shù)據(jù)庫中風(fēng)力發(fā)電機對象建模如表2所示：

表2風(fēng)力發(fā)電機對象模型結(jié)構(gòu)

風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測單元用于進行風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線判別和風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)變化監(jiān)測。即風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測單元包括風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線判別服務(wù)和風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)變化監(jiān)測服務(wù)兩部分。

風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線判別的判據(jù)使用風(fēng)力發(fā)電機上送的測點信息，與風(fēng)力發(fā)電機型號無關(guān)，這種最小粒度的判據(jù)配置支撐了本方法可適用于所有類型的風(fēng)力發(fā)電機。風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)判別分為邏輯規(guī)則定義和對象實例判別兩大部分，類似于程序代碼中類和對象實例的關(guān)系。首先由規(guī)則定義工具生成邏輯規(guī)則；然后由對象定義工具根據(jù)規(guī)則實例化每個風(fēng)力發(fā)電機對象，期間邏輯規(guī)則被繼承到每個風(fēng)力發(fā)電機對象的判別實例中；接下來由測點配置工具為每個風(fēng)力發(fā)電機對象判別實例配置對應(yīng)的實際測點；最后，在線狀態(tài)判別服務(wù)以秒級周期(1秒到60秒可自行配置)掃描并推導(dǎo)風(fēng)力發(fā)電機對象實例的各實際測點判據(jù)，把推導(dǎo)結(jié)果刷新到實時數(shù)據(jù)庫對應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機的“實時風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)”屬性中(見表2風(fēng)力發(fā)電機對象模型結(jié)構(gòu))。

風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)變化監(jiān)測服務(wù)實時監(jiān)測風(fēng)力發(fā)電機對象模型中的“實時風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)”和“監(jiān)測對比用的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)”，當(dāng)發(fā)現(xiàn)兩者不一致時，產(chǎn)生歷史存檔，歷史數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如表3所示：

表3風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)記錄歷史數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

樣本組框架模型包含樣本組和組內(nèi)的樣本兩層，每個風(fēng)場可根據(jù)自身需求配置多組樣本，每組樣本內(nèi)可配置多個樣本，風(fēng)力發(fā)電機樣本組模型結(jié)構(gòu)可參照表4所示，而風(fēng)力發(fā)電機樣本模型結(jié)構(gòu)可參照表5所示：

表4風(fēng)力發(fā)電機樣本組模型結(jié)構(gòu)

表5風(fēng)力發(fā)電機樣本模型結(jié)構(gòu)

風(fēng)力發(fā)電機樣本組數(shù)據(jù)處理模塊在線監(jiān)測實時數(shù)據(jù)庫中各樣本風(fēng)力發(fā)電機的有效標記，并計算有效樣本的平均發(fā)電量，當(dāng)有效樣本不發(fā)生變化時，周期存檔風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有效樣本在本周期的平均發(fā)電量至歷史數(shù)據(jù)庫；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有樣本退出或加入時，則計算從上次歷史存檔時刻開始到當(dāng)前時間的時段內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有效樣本平均發(fā)電量，并做歷史存檔存入歷史數(shù)據(jù)庫。

風(fēng)力發(fā)電機樣本組數(shù)據(jù)處理模塊經(jīng)有效標記實現(xiàn)合理的樣本退出和加入機制保證樣本組數(shù)據(jù)的潔凈，如圖2所示，風(fēng)力發(fā)電機樣本組數(shù)據(jù)處理流程如下：

(1)樣本個體屬性的監(jiān)測：如圖3樣本有效判別序列圖所示，根據(jù)樣本模型中“對應(yīng)的實體風(fēng)力發(fā)電機對象”屬性，確定對應(yīng)的真實風(fēng)力發(fā)電機w，進而找到w的“實時風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)”屬性值(見表2)，結(jié)合表1中該狀態(tài)值的“樣本處于該狀態(tài)時是否退出”，確定并刷新該樣本的“是否有效”屬性值。

(2)樣本組屬性的監(jiān)測：實時累加本組中當(dāng)前所有有效樣本的總電量遙脈值，更新到樣本機組的“當(dāng)前電量遙脈值”屬性(見表4)；基于組內(nèi)每個樣本的“是否有效”屬性，計算當(dāng)前本組的樣本bcd碼，與實時庫中的“樣本bcd碼”屬性值對比，如不一致則說明有效樣本發(fā)生變化，執(zhí)行步驟(3)；如一致則按“歷史存檔周期”執(zhí)行步驟(3)。

(3)根據(jù)下列公式計算樣本組平均發(fā)電量，并按表6所示的數(shù)據(jù)格式做歷史存檔：

其中：samplegroupavgeny為樣本組平均發(fā)電量，dcurpulseval為當(dāng)前電量遙脈值，dstartpulseval為起始電量遙脈值，usbenchmarknum為有效樣本個數(shù)。

表6數(shù)據(jù)格式

然后把樣本組模型中“當(dāng)前電量遙脈值”填入“起始電量遙脈值”，如果當(dāng)前有效樣本個數(shù)發(fā)生變化則更新樣本組模型“有效樣本個數(shù)”屬性值，而后開始下一輪掃描。

風(fēng)力發(fā)電機總發(fā)電量記錄服務(wù)模塊以設(shè)定周期采樣實時數(shù)據(jù)庫中各風(fēng)力發(fā)電機的實際總發(fā)電量，并存入歷史數(shù)據(jù)庫。即風(fēng)力發(fā)電機總發(fā)電量記錄服務(wù)模塊以周期方式(風(fēng)力發(fā)電機總發(fā)電量記錄服務(wù)模塊以小粒度周期，比如1-30分鐘)做歷史存檔，存檔周期可按需配置，存檔的歷史表結(jié)構(gòu)如表7所示：

表7風(fēng)力發(fā)電機實際總發(fā)電量歷史數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

風(fēng)力發(fā)電機指標周期計算服務(wù)模塊基于數(shù)據(jù)庫中的對象模型信息和風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)變化歷史存檔、各風(fēng)力發(fā)電機樣本組平均發(fā)電量歷史存檔、風(fēng)力發(fā)電機實際總發(fā)電量歷史存檔三類歷史數(shù)據(jù)，計算并統(tǒng)計每臺風(fēng)力發(fā)電機在每種狀態(tài)下的周期實際發(fā)電量、理論發(fā)電量，并把各周期統(tǒng)計結(jié)果存入歷史數(shù)據(jù)庫。下面進行詳細描述。

系統(tǒng)內(nèi)每個風(fēng)力發(fā)電機每種狀態(tài)的周期實際發(fā)電量、理論發(fā)電量計算和存檔在本模塊完成，有了這些細分的周期指標，后續(xù)即可通過簡單的四則運算得到所需的能量利用率結(jié)果值。如圖4樣本組法理論發(fā)電量計算數(shù)據(jù)處理時間序列圖所示，周期實際發(fā)電量、周期理論發(fā)電量的計算是相互獨立的：

周期實際發(fā)電量的計算：風(fēng)力發(fā)電機指標周期計算服務(wù)模塊從實時數(shù)據(jù)庫獲取風(fēng)力發(fā)電機對象列表、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息列表，在特定計算周期內(nèi)對特定風(fēng)力發(fā)電機的特定狀態(tài)做如下數(shù)據(jù)處理：

(1)以風(fēng)力發(fā)電機id、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)(或風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)碼)、計算周期起止時刻為查詢參數(shù)，從風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)歷史存檔中獲取對應(yīng)的時段列表；

(2)針對步驟(1)獲取的每個時段，以風(fēng)力發(fā)電機id、時段起止時間為查詢參數(shù)，基于歷史數(shù)據(jù)計算時段內(nèi)最后一條記錄值與該時段內(nèi)第一條記錄值之差，便獲取到該時段內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機的實際發(fā)電量；

(3)各時段的實際發(fā)電量累加即為所求結(jié)果。最后把結(jié)果按周期做歷史存檔。

周期理論發(fā)電量的計算：風(fēng)力發(fā)電機指標周期計算服務(wù)模塊從實時數(shù)據(jù)庫獲取風(fēng)力發(fā)電機對象列表、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息列表，在特定計算周期內(nèi)對特定風(fēng)力發(fā)電機的特定狀態(tài)做如下數(shù)據(jù)處理：

(1)以風(fēng)力發(fā)電機id、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)碼、計算周期起止時刻為查詢參數(shù)，從風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)歷史記錄中獲取對應(yīng)的時段列表；

(2)從實時庫對象模型中獲取風(fēng)力發(fā)電機對應(yīng)的樣本組id；

(3)針對步驟(1)獲取的每個時段，以樣本組id、時段起止時間為查詢參數(shù)，基于樣本組平均發(fā)電量歷史記錄計算該時段內(nèi)樣本組平均發(fā)電量累計值即為該風(fēng)力發(fā)電機該時段內(nèi)的理論發(fā)電量；

(4)各時段的理論發(fā)電量累加即為所求結(jié)果。最后把結(jié)果按周期做歷史存檔。

用戶交互模塊：用戶通過用戶交互模塊與系統(tǒng)進行交互并提取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行風(fēng)電能量利用率的計算。其中，風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)是把風(fēng)力發(fā)電機運行的全生命周期按工況劃分為完整互斥的多種狀態(tài)，例如，某工程現(xiàn)場風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)分為以下13類：

a：通信異常

b：正常運行

c：告警運行

d：電網(wǎng)限電運行

e：告警限負荷運行

f：低風(fēng)待機

g：高風(fēng)待機

h：環(huán)境溫度原因待機

i：風(fēng)力發(fā)電機解攬

j：外部原因待機

k：故障停機

l：限電停機

m：外部原因停機

n：環(huán)境原因停機

o：維修停機

p：維保停機

風(fēng)力發(fā)電機指標周期計算服務(wù)模塊計算并生成了每個風(fēng)力發(fā)電機在各狀態(tài)小時、日、周、月、年的整周期實際發(fā)電量、理論發(fā)電量的歷史存檔，若需計算所有限電狀態(tài)下的能量利用率，首先通過用戶交互模塊圈定參與計算的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)子集，包括：d、e、l，則某風(fēng)力發(fā)電機在某統(tǒng)計周期的限電狀態(tài)下的能量利用率計算公式為：

其中：ebarestrict為某風(fēng)力發(fā)電機在某統(tǒng)計周期的限電狀態(tài)下的能量利用率；drealeny為某風(fēng)力發(fā)電機在某統(tǒng)計周期的電網(wǎng)限電運行狀態(tài)下的實際發(fā)電量；erealeny為某風(fēng)力發(fā)電機在某統(tǒng)計周期的告警限負荷運行狀態(tài)下的實際發(fā)電量；dtheryeny為某風(fēng)力發(fā)電機在某統(tǒng)計周期的電網(wǎng)限電運行狀態(tài)下的理論發(fā)電量；etheryeny為某風(fēng)力發(fā)電機在某統(tǒng)計周期的告警限負荷運行狀態(tài)下的理論發(fā)電量；ltheryeny為某風(fēng)力發(fā)電機在某統(tǒng)計周期的限電停機狀態(tài)下的理論發(fā)電量；此處，限電停機實際發(fā)電量為0，公式中分子上無需考慮此計算因子。

對應(yīng)的，一種計算風(fēng)電能量利用率的方法，包括如下步驟：

步驟1、建立各風(fēng)力發(fā)電機對象模型信息、各風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息，其中，每個風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息都設(shè)置有一個“樣本處于該狀態(tài)時是否有效”的屬性，即有效標記。

步驟2、實時采集各風(fēng)力發(fā)電機的原數(shù)據(jù)。

步驟3、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)在線監(jiān)測模塊根據(jù)實時采集的各風(fēng)力發(fā)電機的原數(shù)據(jù)實時判別并刷新實時數(shù)據(jù)庫中風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)信息，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機的狀態(tài)變化時產(chǎn)生歷史存檔存入歷史數(shù)據(jù)庫。

步驟4、風(fēng)力發(fā)電機樣本組數(shù)據(jù)處理模塊在線監(jiān)測實時數(shù)據(jù)庫中各樣本風(fēng)力發(fā)電機的有效標記，并計算有效樣本的平均發(fā)電量，當(dāng)有效樣本不發(fā)生變化時，周期存檔風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有效樣本在本周期的平均發(fā)電量至歷史數(shù)據(jù)庫；當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有樣本退出或加入時，則計算從上次歷史存檔時刻開始到當(dāng)前時間的時段內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機樣本組內(nèi)有效樣本平均發(fā)電量，并做歷史存檔存入歷史數(shù)據(jù)庫。風(fēng)力發(fā)電機總發(fā)電量記錄服務(wù)模塊以設(shè)定周期采樣實時數(shù)據(jù)庫中各風(fēng)力發(fā)電機的實際總發(fā)電量，并存入歷史數(shù)據(jù)庫。

步驟5、風(fēng)力發(fā)電機指標周期計算服務(wù)模塊基于實時數(shù)據(jù)庫中的對象模型信息和歷史數(shù)據(jù)庫中的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)變化歷史存檔、各風(fēng)力發(fā)電機樣本組平均發(fā)電量歷史存檔、風(fēng)力發(fā)電機實際總發(fā)電量歷史存檔三類歷史數(shù)據(jù)，計算并統(tǒng)計每臺風(fēng)力發(fā)電機在每種狀態(tài)下的周期實際發(fā)電量、理論發(fā)電量，并把各周期統(tǒng)計結(jié)果存入歷史數(shù)據(jù)庫。

步驟6、用戶按需通過四則運算即可得到待求的風(fēng)電能量利用率。每臺風(fēng)力發(fā)電機每種狀態(tài)在每個周期內(nèi)的理論發(fā)電量數(shù)據(jù)、每臺風(fēng)力發(fā)電機每種狀態(tài)在每個周期內(nèi)的實際發(fā)電量數(shù)據(jù)、基于風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)劃分的能量利用率公式定義，上述三類歷史數(shù)據(jù)經(jīng)計算，形成能量利用率結(jié)果數(shù)據(jù)。

其中，系統(tǒng)內(nèi)每個風(fēng)力發(fā)電機每種狀態(tài)的周期實際發(fā)電量計算過程如下：

(1)以風(fēng)力發(fā)電機id、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)、計算周期起止時刻為查詢參數(shù)，從風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)歷史存檔中獲取對應(yīng)的時段列表；

(2)針對步驟(1)獲取的每個時段，以風(fēng)力發(fā)電機id、時段起止時間為查詢參數(shù)，基于歷史數(shù)據(jù)計算時段內(nèi)最后一條記錄值與該時段內(nèi)第一條記錄值之差，計算該時段內(nèi)風(fēng)力發(fā)電機的實際發(fā)電量；

(3)累加各時段的實際發(fā)電量。

系統(tǒng)內(nèi)每個風(fēng)力發(fā)電機每種狀態(tài)的周期理論發(fā)電量計算過程如下：

(1)以風(fēng)力發(fā)電機id、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)、計算周期起止時刻為查詢參數(shù)，從風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)歷史記錄中獲取對應(yīng)的時段列表；

(2)從實時數(shù)據(jù)庫的對象模型中獲取風(fēng)力發(fā)電機對應(yīng)的樣本組id；

(3)針對步驟(1)獲取的每個時段，以樣本組id、時段起止時間為查詢參數(shù)，基于樣本組平均發(fā)電量歷史記錄計算該時段內(nèi)樣本組平均發(fā)電量累計值即為該風(fēng)力發(fā)電機該時段內(nèi)的理論發(fā)電量；

(4)累加各時段的理論發(fā)電量。

本發(fā)明提供一種計算風(fēng)電能量利用率的系統(tǒng)和方法，能解決當(dāng)前行業(yè)內(nèi)計算該指標時面臨的風(fēng)力發(fā)電機型號多樣、風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)劃分不一致、指標計算準確性低等技術(shù)難題。同時其引入的樣本組框架及對樣本有效標記的判定和處理，減小了單一樣本的計算誤差，避免了因單一樣本異常造成的理論發(fā)電量無法計算的問題，實現(xiàn)了各維度指標計算的靈活性，是一種通用的計算該類指標的數(shù)據(jù)處理技術(shù)。

本發(fā)明的有益效果是：

第一、滿足了用戶對風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)定義的定制化要求，細化到測點粒度的判據(jù)使其能夠把不同機型的風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)準確映射到用戶定義的統(tǒng)一風(fēng)力發(fā)電機狀態(tài)集合上來，具備了以統(tǒng)一標準計算不同機型能量利用率的能力，使得不同機型、不同維度的能量利用率指標具備了橫向可比性。

第二、采用樣本組式框架計算理論發(fā)電量，異常樣本可及時剔除，恢復(fù)正常的樣本可及時自動加入，避免了單一樣本異常造成的理論發(fā)電量無法計算的問題。

第三、通過采用組內(nèi)多樣本數(shù)據(jù)的均值，減小了因風(fēng)力發(fā)電機個體工況差異、外部發(fā)電環(huán)境差異等引入的計算偏差。

第四、本發(fā)明封裝了所有的業(yè)務(wù)計算，并把細粒度的指標結(jié)果輸出到歷史數(shù)據(jù)庫存檔，使得本發(fā)明只需經(jīng)過簡單的四則運算便可靈活實現(xiàn)各種維度的能量利用率計算，保證了本發(fā)明在風(fēng)電能量利用率計算中的通用性。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或者等效流程變換，或者直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。