一種基于MATLAB軟件的自動生成風電機組運行 狀況報告的評估系統(tǒng)

【摘要】利用MATLAB軟件及編程語言，對風機歷史時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)的完整性、風頻、功率曲線和發(fā)電量的情況進行分析，從而獲得反應風電機組運行基本狀況報告。以利于制造廠及業(yè)主對此時間段內(nèi)機組的整體情況進行把握，從而指導后期工作。在編程過程中，結合MicrosoftExcel及word軟件從而實現(xiàn)機組運行狀態(tài)報告的自動生成。提高了分析過程的工作效率。【關鍵詞】MATLAB；SCADA；風頻；功率曲線；風電機組運行狀態(tài)評估報告能夠整體反應風電機組在某一時間段內(nèi)機組的運行狀態(tài)。該報告不僅能夠使業(yè)主及時掌握一段時間內(nèi)機組的運行情況，為指導后期的機組運維提供支撐。同時也能為后期的優(yōu)化改善提供依據(jù)。風電機組SCADA采集的數(shù)據(jù)具有數(shù)量大、種類多的特點。通常在報告編制時要經(jīng)過較長的時間對數(shù)據(jù)進行整理和分析。這需要有較高技能的專業(yè)人員進行統(tǒng)計分析。隨著近年來運行機組數(shù)量的增多，該任務就顯得較為繁重。利用MATLAB軟件自動生成機組運行狀態(tài)評估報告，相對于傳統(tǒng)方法（如：使用Excel、word等工具進行分析）效率更高，能夠快速的分析處理大數(shù)據(jù)，自動生成報告。一、程序設計目標及主要思路1、程序設計的主要目標是：完成后的程序，具體針對任一項目、任一風機、任一選定時間段的機組，通過對SACADA采集的運行數(shù)據(jù)進行分析。自動生成機組運行分析報告。2、程序設計的主要思路是：2.1、報表樣本格式利用Microsoftword軟件頁面設置板塊中的功能，頁面大小、頁眉、頁腳、插入企業(yè)LOGO等基本功能，編輯出符合企業(yè)所需要的報表頁面格式。編輯MATLAB程序步驟，調(diào)取并應用符合要求的報表樣本格式。2.2、設置報表封面此部分通過編輯的MATLAB程序自動生成。在使用時僅需填寫需求項目的項目名稱。通過程序調(diào)用企業(yè)統(tǒng)計的風場項目基本信息表，從而實現(xiàn)報告標題的自動生成。同時通過輸入不同的項目名稱，從而實現(xiàn)報表在不同項目之間的轉換。使程序具有通用性和覆蓋性。在封面上自動生成對報告進行編、審、批的等簽字欄。從而預留出需要簽字的位置。使報告具有正式性。2.3、任務來源此部分需要在報告自動生成后，后期進行編寫。因需要提交報告的原因多種多樣。無規(guī)律性和統(tǒng)一性。程序自動預留出此部分的位置，需要后期根據(jù)實際情況進行填寫。2.4、項目及安裝機組的基本信息此部分通過編輯的MATLAB程序自動生成。將此部分編輯成表格的型式，因在設置封面部分已經(jīng)輸入了該報告的項目名稱，此部分僅需調(diào)用項目基本信息表內(nèi)容，將統(tǒng)計的項目內(nèi)容按需求自動填寫在報表中。從而將該項目及裝機機組的基本信息進行顯示。使報告的審核和閱讀更加清晰。2.5、機組數(shù)據(jù)采集完整性的判斷此部分通過編輯的MATLAB程序自動生成。風機SCADA對風機運行過程中的數(shù)據(jù)按照設置的頻率自動進行采集并保存。通過對采集數(shù)據(jù)的數(shù)量及采集時間進行對比，判斷采集數(shù)據(jù)是否和設置要求一致，從而可以判斷機組通訊部分的硬件及數(shù)據(jù)采集軟件的運行是否穩(wěn)定。2.6、時間段內(nèi)風頻的分布分析此部分通過編輯的MATLAB程序自動生成。對風機數(shù)據(jù)中的采集時間和瞬時風速進行分析，自動生成以0.5m/s為間隔的3~25m/s風速區(qū)間，實際風速的分布情況圖和分析時間段內(nèi)風速和時間關系的這兩個圖表。從而展現(xiàn)出該時間段內(nèi)的風速情況。2.7、時間段內(nèi)功率曲線情況分析功率曲線的對比情況，能夠體現(xiàn)過去某時間段內(nèi)機組的整體運行情況和設計的要求是否出現(xiàn)偏移。2.7.1、機組設置的動態(tài)功率曲線和業(yè)主期望的功率曲線（合同功率曲線）對比此部分通過編輯的MATLAB程序自動生成。通過調(diào)取項目當前機組設置的動態(tài)功率曲線參數(shù)數(shù)據(jù)和合同功率曲線數(shù)據(jù)進行逐個風速點進行對比。判斷機組設置的動態(tài)功率曲線和合同要求是否相吻合。從而判斷處機組參數(shù)設置是否正確。2.7.2、實際功率曲線和動態(tài)功率曲線進行對比此部分通過編輯的MATLAB程序自動生成。通過調(diào)取此時間段內(nèi)的瞬時風速和機組有功功率進行整理分析，自動生成以0.5m/s為間隔的3~25m/s風速區(qū)間的功率和風速折線圖，動態(tài)功率曲線圖進行對比，觀察其差異性。判斷機組在各風速段內(nèi)的功率情況和機組設置的吻合性。2.8、發(fā)電量對比根據(jù)實際功率曲線圖和風頻圖，自動計算出機組實際功率曲線下和理論功率曲線下各自的發(fā)電量之和。通過兩者之間的比較。從而判斷出機組的K值是否滿足規(guī)定要求。同時通過機組實際功率曲線和SCADA計算出的實際發(fā)電量進行對比，判斷機組發(fā)電量測量設備的運行的穩(wěn)定性和準確性。整體來說，通過上述基本情況的對比分析，可以客觀的展現(xiàn)處過去的這一時間段內(nèi)的該機組整體運行情況。參見流程示意圖：二、主要步驟及算法實現(xiàn)1、編輯并打開報告樣本格式。使用MATLAB語句調(diào)用編制完成的Microsoftword文件，部分代碼如下：filespec_user=['pdw\標準樣本.doc'];%調(diào)用編制完成的word樣本格式tryword=actxGetRunningServer('word.application');catchword=actxserver('word.application');end;word.visible=1;

ifexist(filespec_user,'file');

Document=word.Documents.Open(filespec_user);

elseDocument=word.Document.Add;

Document.SaveAs2(filespec_user);end2、編輯報告封面。部分代碼如下：y=input('請輸入項目名稱所處于《機組基礎信息統(tǒng)計表》中所處的行號:');[a,a1,a2]=xlsread('pdw\機組基礎信息統(tǒng)計表','項目基礎信息統(tǒng)計');bc1=strcat('1關于','"',a1(y,4),'"','機組運行狀態(tài)分析報告');title=cell2mat(bc1);set(Selection,

'Text',title);Selection.font.size=24;Selection.font.bold=4;Selection.MoveDown;

paragraphformat.alignment='wdAlignParagraphCenter';Selection.TypeParagraph;Selection.TypeParagraph;title1='編輯__________________________';title2='校對__________________________';title3='審核__________________________';title4='批準__________________________';set(Selection,

'Text',title1);Selection.font.size=16;Selection.font.bold=4;Selection.MoveDown;

paragraphformat.alignment='wdAlignParagraphCenter';Selection.TypeParagraph;3、機組數(shù)據(jù)完整性。部分代碼如下：[b,b1,b2]=xlsread('pdw','17#機組運行數(shù)據(jù)');y2=ones(2,size(b2,2));bv=b1(:,1);bv(1,:)=[];[t,s]=size(b2);y1=b2(1,:);fory=1:size(y1,2)

y2(1,y)=y2(1,y)*(datenum(bv(1,1))-datenum(bv(length(bv),1)))*1440;y2(2,y)=y2(2,y)*numel(b2(:,y));endtb_1=figure('units','normalized','position',[0.2804690.5533850.50.251302],'visible','off');

dx1=1:8;dy1=y2(1,:);bar(dx1,dy1);set(gca,'XTickLabel',{'采集時間','·1#葉片變槳角度','有功功率','發(fā)電機轉速','風輪轉速','瞬時風速','環(huán)境溫度','瞬時風向'})gridholdon;hgexport(tb_1,

'-clipboard');Selection.Paste;Selection.MoveDown;Selection.TypeParagraph;因代碼較長，其他代碼省略。三、工程實例以某一項目某一機組某個時間段內(nèi)的SCADA采集機組運行數(shù)據(jù)對機組的運行狀態(tài)機型分析。將機組數(shù)據(jù)按照規(guī)定的格式及存放位置進行保存后，運行程序能夠自動生成機組運行報表。下圖為程序運行中及生成報表中的部