一种风力发电机组中累计发电量的自动接续方法及其系统与流程

1.本发明属于风力发电机组和风电场监控的技术领域，具体而言，涉及一种风力发电机组中累计发电量的自动接续方法及其系统。


背景技术：

2.风力发电机组需要计量该台机组从投运到当前时刻累计所发的发电量，计量发电机组发电量所涉及的软硬件包括电量采集模块、主控系统和风电场中央监控系统。其中，主控系统采集电量采集模块计算的发电量并向风电场中央监控系统上传该电量数据用于显示和统计。在本流程中，在电量采集模块更换时电量数据可能会丢失，需要在更换前记录电量数据，更换后因电量采集模块无法写入，需要将数据写入主控系统作为电量偏移值；在主控系统更换或者意外断电时保存的电量数据也有可能丢失，需要更换前记录更换后再写入，在电量采集模块和主控系统同时损坏时该数据可能丢失。
3.因此，在风力发电机组25年甚至更长的生命周期内，随着电量采集模块更换、或者主控系统的更换或者意外断电等这些事件的发生，需要记录更换前的发电量，更换后经过计算输入偏移值达到正确累计发电量；在主控系统和电量采集模块同时损坏时电量数据在此层级便找不到正确数据。
4.基于上述问题，设计一种完全自动化的确保风力发电机组累计发电量自动接续，并且在发电机组本地、风电场中央监控系统各层级间保持一致性很有必要。


技术实现要素：

5.鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种风力发电机组中累计发电量的自动接续方法及其系统以达到风力发电机组生命周期内累计发电量自动接续的目的。
6.本发明所采用的技术方案为：一种风力发电机组中累计发电量的自动接续方法，该方法包括：
7.当风力发电机组的电量采集模块更换时，在风力发电机组的主控系统的运行期间，主控系统通过设定的规则自动计算因电量采集模块所产生的偏移量；
8.当风力发电机组的主控系统更换或者其保存的文件丢失时，在风力发电机组的中央监控系统运行期间，中央监控系统通过设定的规则自动计算因主控系统所产生的偏移量；
9.将偏移量叠加至电量采集模块所采集到的电量数据中，计算当前累计发电量。
10.进一步地，所述主控系统所设定的规则如下：
11.a1：设定累计发电量为gc，系统开始运行累计发电量gc为读取文件记录的累计电量数据值；设定偏移量t，偏移量t为读取文件记录的偏移值；其中，读取文件记录的时间为t1；设定gc2为当前周期的累计发电量，设定gc1为上一周期的累计发电量；
12.a2：从电量采集模块读取当前时间t的累计发电量gd；
13.a3：计算当前时间t的累计发电量gc＇＝gd t；
14.a4：判断gc2
‑
gc1>＝0且gc2
‑
gc1<＝gxc是否成立，若成立，则用gc2更新文件记录的累计发电量gc，并更新记录的时间；若不成立，则电量采集模块的电量存在跳变，将gc1、gc2和当前时间t计入错误日志，重新计算偏移量t＇＝gc1
‑
gd，并更新记录偏移量t＇，再计算当前累计发电量gc＇＝gd t＇；
15.如果采集到的累计发电量大于等于前一周期且小于前一周期加上当前周期最大可发电量，则认为数据有效存入文件；否则认为电量模块可能被更换，用上一周期采集到的电量值减去当前周期采集到的电量值，作为更新的偏移值t＇写入文件，并对以后采集到的电量值都加上偏移值t＇作为累计发电量。
16.进一步地，所述主控系统所设定的规则中在a4之前还包括：
17.a301：判断主控系统是否为首次读到电量采集模块的数据，若为是，则执行a302；若为否，则执行a303；
18.a302：将gc赋值给gc1，将gc＇赋值给gc2，且当前周期为t－t1，gxc为风力发电机组按照设计在当前周期内最大可能的发电量；
19.a303：将gc2赋值给gc1，将gc＇赋值给gc2，gxc为风力发电机组按照设计在当前周期内最大可能的发电量。
20.进一步地，所述中央监控系统所设定的规则如下：
21.b1：由中央监控系统读取其数据库中保存的风力发电机组累计发电量gm和记录该累计发电量gm的时间t1；采集主控系统的累计发电量gc，采集的当前时间为t；
22.b2：设定gm1为在主控系统中采集到的上次数据，gm2为在主控系统中采集到的当前数据；
23.b3：判断gm2
‑
gm1>＝0且gm2
‑
gm1<＝gxm是否成立，若成立，则认为数据有效，将数据和时间存入数据库；若不成立，则认为主控系统的累计电量数据存在跳变，将gm1发送给主控系统，并且将gm1、gm2和当前时间写入错误日志；
24.如果采集到的累计发电量大于等于前一周期且小于前一周期加上当前周期最大可发电量，则认为数据可信存入数据库；否则认为主控系统的发电量数据不合理，可能发生了电量采集模块更换或者主控系统更换导致的电量跳变情况，将上一次值反向写给主控系统，主控系统在收到数据后，计算收到的该数据和采集到的电量采集模块数据的偏差，将偏差作为偏移值t＇写入到本地，在以后采集到的电量模块的数据值叠加该偏差作为累计发电量。
25.进一步地，在主控系统收到gm1后将gm1作为累计发电量，与主控系统从电量采集模块中读取的电量数据gd相减，重新计算偏移量t＇＝gm1
‑
gd，并更新记录偏移值t＇，并将gm1、t＇和当前时间写入文件记录。
26.进一步地，在中央监控系统所设定的规则中b3之前还包括：
27.b201：判断中央监控系统是否为第一次采集到主控系统的累计发电量数据，若是，则执行步骤b202；若不是，则执行步骤b203；
28.b202：将gm赋值给gm1，将gc赋值给gm2，当前采集周期为当前时间t减去采集时间t1，gxm为风力发电机组按照设计在本周期最大可能的发电量；
29.b203：将gm2赋值给gm1，将gc赋值给gm2，gxm为风力发电机组按照设计本周期最大
可能的发电量。
30.在本发明中还提供了一种风力发电机组中累计发电量的自动接续系统，所述系统包括存储器和处理器；
31.所述存储器，用于存储程序代码；
32.所述处理器，用于调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行以如上述所述风力发电机组中累计发电量的自动接续方法。
33.本发明的有益效果为：
34.1.采用本发明所提供的风力发电机组中累计发电量的自动接续方法及其系统，在电量采集模块更换时，主控系统根据前后两次采集到的数据变化计算出偏移量保证累计发电量的数据自动接续；在主控制器累计发电量数据丢失时，风电场中央监控系统使用以前采集到的累计发电量数据，将该值反写给主控的方式保证发电机组累计发电量数据自动接续，无须人工介入，通过全生命周期内自动接续保证累计发电量的数据正确。
35.2.采用本发明所提供的风力发电机组中累计发电量的自动接续方法及其系统，利用风力发电机组的电量采集模块、主控系统和风电场中央监控系统三个系统的特性，充分发挥中央监控系统中数据库acid和持久性特点，形成一个可靠的数据闭环，针对风力发电机组的累计发电量需要持续记录的需求，确保了风力发电机组的生命周期内累计发电量的自动接续。
附图说明
36.图1是本发明所提供的风力发电机组中累计发电量的自动接续方法的整体运行流程图。
具体实施方式
37.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。相反，本技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
38.实施例1
39.为了防止风力发电机组在生命周期内，累计发电量数据因意外需手动记录甚至丢失，在本实施例中具体提供了一种风力发电机组中累计发电量的自动接续方法，该自动接续方法在实施时，所需的设备包括：风力发电机组的电量采集模块、主控系统和中央监控系统。该方法所述依据两个准则，一是风力发电机组的累计发电量是单边递增的且在某个周期内是有增值上限的；二是风电场的中央监控系统中保存的风力发电机组的累计发电量是持久且一致的。
40.在正常运行时，主控系统会周期性采集电量采集模块所计算的累计发电量，对累计发电量数据按照单边递增和周期内120％全额出力可增电量检查采集到电量的合理性，其中，120％为可设参数，按照风力发电机组的实际能力设定。
41.在正常运行时，风电场的中央监控系统会周期性的采集风力发电机组中主控系统
的累计发电量数据，对累计发电量数据按照单边递增和周期内120％全额出力可增电量检查采集到电量的合理性，其中，120％为可设参数，按照风电机组实际能力设定。
42.如图1所示，该风力发电机组中累计发电量的自动接续方法在实际应用时，其应当包括：
43.s1：当风力发电机组的电量采集模块更换时，在风力发电机组的主控系统的运行期间，主控系统通过设定的规则自动计算因电量采集模块更换所产生的偏移量；
44.在风力发电机组的电量采集模块更换时，主控系统所设定的规则如下：
45.a1：设定累计发电量为gc，系统开始运行时累计发电量gc为读取文件记录的累计电量数据值；设定偏移量t，偏移量t为读取文件记录的偏移值，也为风力发电机组中的文件记录数据；其中t1也是从文件中读取的时刻，是记录gc数据对应的时刻；
46.设定gc2为当前周期的累计发电量，并为gc2赋初始值，例如：将gc2赋值为
‑
1；
47.设定gc1为上一周期的累计发电量。
48.a2：从电量采集模块读取当前时间t的累计发电量gd；
49.a3：计算当前时间t的累计发电量gc＇＝gd t，如果偏移量t是正确的，则通过该公式则可计算出更新后的累计发电量，此处，“＝”表达的是赋值的意思，以gd t的值赋值给累计发电量为gc，为了便于理解，将当前时间t的累计发电量命为gc＇，以表示赋值给累计发电量为gc后更新的累计发电量gc＇。
50.a301：判断主控系统是否为首次读到电量采集模块的累计发电量数据，若为是，则执行a302；若为否，则执行a303；
51.a302：首次读到累计发电量数据，那么，在该情况下，上一周期的累计发电量应当是记录的累计发电量，因此，将gc赋值给gc1；同时，根据上述所计算的累计发电量gc＇，则应当为当前周期的累计发电量，因此，将gc＇赋值给gc2，且当前周期为t－t1(当前时间t减去读取文件记录的时间t1)，gxc为风力发电机组按照设计在当前周期内最大可能的发电量；
52.a303：将gc2赋值给gc1，将gc＇赋值给gc2，gxc为风力发电机组按照设计在当前周期内最大可能的发电量。在该情况下，并非是首次读到的累计发电量数据，例如：是第二次读到的累计发电量数据，那么，此时，上一周期的累计发电量应当是上述步骤a302中的“当前周期的累计发电量数据”，因此，需要将gc2赋值给gc1，同时，在该情况下，应当将当前时间的累计发电量gc＇赋值给gc2，以得到当前周期更新的gc2。其中，对于“赋值”可理解为“更新”。
53.a4：判断gc2
‑
gc1>＝0且gc2
‑
gc1<＝gxc是否成立，若成立，则用gc2更新风力发电机组中文件记录的累计发电量gc，并更新风力发电机组中的记录时间；该部分的原理如下：若成立，则证明上一周期的采集数据小于当前周期的采集数据，电量采集模块的电量不存在跳变，电量采集模块未被更换过，其一直在持续的采集数据，因此，该情况下的数据真实有效，直接将其更新累计发电量gc。
54.若不成立，则电量采集模块的电量存在跳变，将gc1、gc2和当前时间t计入错误日志，重新计算偏移量t＇＝gc1
‑
gd，并更新记录偏移量t＇，再计算当前累计发电量为gc＇＝gd t＇。该部分的原理如下：若电量采集模块出现更换，则电量采集模块所计算的累计发电量数据则重新从0开始，当前周期所采集到的是0，上一次采集到的数据远大于0，所以gcc(gcc＝gc2
‑
gc1)小于0，不满足条件，进而判定电量发生跳变，随之将gc2、gc1、t和当前时间均写入
错误日志，以记录电量采集模块更换产生的数据错误事件发生。
55.s2：当风力发电机组的主控系统更换或者其保存的文件丢失时，在风力发电机组的中央监控系统运行期间，中央监控系统通过设定的规则自动计算因主控系统所产生的偏移量；
56.在风力发电机组的中央监控系统运行期间，风力发电机组的主控系统更换或者其保存的文件丢失时，中央监控系统所设定的运行规则如下：
57.b1：由中央监控系统读取其数据库中保存的风力发电机组累计发电量gm和记录该累计发电量gm的时间t1；当前采集主控系统的累计发电量gc，当前采集时间为t；
58.b2：设定gm1为在主控系统中采集到的上次数据，gm2为在主控系统中采集到的当前数据；
59.b201：判断中央监控系统是否为第一次采集到主控系统的累计发电量数据，若是，则执行步骤b202；若不是，则执行步骤b203；
60.b202：在该情况下，由于是第一次在主控系统中采集到数据，因此，其上次数据采用保存在数据库的累计发电量数据，进而将gm赋值给gm1；当然，在当前时间所采集的累计发电量gc应当为当前数据，因此，将gc赋值给gm2，当前采集周期为当前时间t减去数据库中读取的时间t1，gxm为风力发电机组按照设计在本周期最大可能的发电量。上述中，时间t1的累计发电量gm赋值给gm1作为上一次的采集数据，时间t的累计发电量gc赋值给gm2作为当前的采集数据；其中，gxm可以设置为额定功率乘以t
‑
t1乘以120％，且120％根据机组实际超发能力来定。
61.b203：将gm2赋值给gm1，将gc赋值给gm2，gxm为风力发电机组按照设计本周期最大可能的发电量。在该情况下，若第一次采集到主控系统的累计发电量数据，则以保存的累计发电量gm作为上次数据，当前采集主控系统的累计发电量gc作为当前数据；若第二次采集到主控系统的累计发电量数据，针对第二次而言，则以第一次(上一次)中的当前数据(gm2)作为上次数据(gm1)，以gm2赋值给gm1；以当前时间所采集主控系统的累计发电量gc作为当前数据，以gc赋值给gm2。
62.b3：判断gm2
‑
gm1>＝0且gm2
‑
gm1<＝gxm是否成立，若成立，则认为数据有效，将数据和时间存入数据库。其原理为：
63.若不成立，则认为主控系统的累计电量数据存在跳变，将gm1发送给主控系统(通过中央监控系统将gm1反写给主控系统)，并且将gm1、gm2和当前时间写入错误日志。其原理为：主控制器因更换后，原来保存的偏移值和累计发电量值均丢失，导致累计发电电量会突然变小，gmc<0(gmc＝gm2
‑
gm1)，同时，主控系统因意外断电导致文件错乱，原来的偏移值和累计发电量值意外跳变成很大的值，gmc>gxm。在该情况下，则判定主控系统的累计发电量数据发生跳变。将gm2、gm1和当前时间写入错误日志，以记录主控系统的累计发电量发生跳变事件。
64.b4：在主控系统收到gm1后将gm1作为累计发电量，与主控系统从电量采集模块中读取的电量数据gd相减，重新计算偏移量t＇＝gm1
‑
gd，并更新记录偏移值t＇，并将gm1、t＇和当前时间写入文件记录。
65.s3：若偏移量是准确、有效的，则将偏移量叠加至电量采集模块所采集到的电量数据中，计算当前累计发电量；若以更新后的偏移值t＇重新计算，则将更新后的偏移量叠加至
电量采集模块所采集到的电量数据中，计算当前累计发电量。
66.实施例2
67.在实施例1中提供了一种风力发电机组中累计发电量的自动接续方法，在实施例1的基础上，在本实施例中提供一种风力发电机组中累计发电量的自动接续系统，包括电量采集模块、主控系统、中央监控系统、存储器和处理器，所述电量采集模块与主控系统通信连接，主控系统与中央监控系统通信连接。
68.所述存储器，用于存储程序代码；
69.所述处理器，用于调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行以如上述所述风力发电机组中累计发电量的自动接续方法并下发控制指令至主控系统和中央监控系统，以实现在全生命周期内自动接续保证累计发电量数据正确。
70.上述自动接续系统的原理为：
71.主控系统周期性的采集电量采集模块计算的累计发电量，按照单边递增和周期内全额出力可增存在上限原则校验数据的合理性。如果采集到的累计发电量合理则认为数据有效存入文件；否则认为电量采集模块可能被更换，用上一周期采集到的电量值减去当前周期采集到的电量值，作为偏移值t写入文件，对以后采集到的电量值都加上该偏移值t作为累计发电量。
72.中央监控系统周期性的采集风力发电机组中主控系统的累计发电量数据，对累计发电量数据按照单边递增和周期内全额出力可增存在上限检验采集到的电量的合理性。如果数据合理则存入数据库；否则认为主控系统的累计发电量数据不合理，可能发生了电量模块更换或者主控系统更换导致的电量跳变情况，将上一次数据反向写给主控系统，主控系统收到数据后，计算收到的数据和采集到的电量采集模块数据的偏差，将偏差作为偏移值t写入到本地，在以后采集到的电量采集模块的数据值叠加该偏差作为累计发电量。
73.需要说明的是，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
74.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
75.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
76.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如
果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
77.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
78.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。