一种基于MATLAB软件的自动生成风电机组运行 状况报告的评估系统

【摘要】利用MATLAB软件及编程语言，对风机历史时间段内的数据的完整性、风频、功率曲线和发电量的情况进行分析，从而获得反应风电机组运行基本状况报告。以利于制造厂及业主对此时间段内机组的整体情况进行把握，从而指导后期工作。在编程过程中，结合MicrosoftExcel及word软件从而实现机组运行状态报告的自动生成。提高了分析过程的工作效率。【关键词】MATLAB；SCADA；风频；功率曲线；风电机组运行状态评估报告能够整体反应风电机组在某一时间段内机组的运行状态。该报告不仅能够使业主及时掌握一段时间内机组的运行情况，为指导后期的机组运维提供支撑。同时也能为后期的优化改善提供依据。风电机组SCADA采集的数据具有数量大、种类多的特点。通常在报告编制时要经过较长的时间对数据进行整理和分析。这需要有较高技能的专业人员进行统计分析。随着近年来运行机组数量的增多，该任务就显得较为繁重。利用MATLAB软件自动生成机组运行状态评估报告，相对于传统方法（如：使用Excel、word等工具进行分析）效率更高，能够快速的分析处理大数据，自动生成报告。一、程序设计目标及主要思路1、程序设计的主要目标是：完成后的程序，具体针对任一项目、任一风机、任一选定时间段的机组，通过对SACADA采集的运行数据进行分析。自动生成机组运行分析报告。2、程序设计的主要思路是：2.1、报表样本格式利用Microsoftword软件页面设置板块中的功能，页面大小、页眉、页脚、插入企业LOGO等基本功能，编辑出符合企业所需要的报表页面格式。编辑MATLAB程序步骤，调取并应用符合要求的报表样本格式。2.2、设置报表封面此部分通过编辑的MATLAB程序自动生成。在使用时仅需填写需求项目的项目名称。通过程序调用企业统计的风场项目基本信息表，从而实现报告标题的自动生成。同时通过输入不同的项目名称，从而实现报表在不同项目之间的转换。使程序具有通用性和覆盖性。在封面上自动生成对报告进行编、审、批的等签字栏。从而预留出需要签字的位置。使报告具有正式性。2.3、任务来源此部分需要在报告自动生成后，后期进行编写。因需要提交报告的原因多种多样。无规律性和统一性。程序自动预留出此部分的位置，需要后期根据实际情况进行填写。2.4、项目及安装机组的基本信息此部分通过编辑的MATLAB程序自动生成。将此部分编辑成表格的型式，因在设置封面部分已经输入了该报告的项目名称，此部分仅需调用项目基本信息表内容，将统计的项目内容按需求自动填写在报表中。从而将该项目及装机机组的基本信息进行显示。使报告的审核和阅读更加清晰。2.5、机组数据采集完整性的判断此部分通过编辑的MATLAB程序自动生成。风机SCADA对风机运行过程中的数据按照设置的频率自动进行采集并保存。通过对采集数据的数量及采集时间进行对比，判断采集数据是否和设置要求一致，从而可以判断机组通讯部分的硬件及数据采集软件的运行是否稳定。2.6、时间段内风频的分布分析此部分通过编辑的MATLAB程序自动生成。对风机数据中的采集时间和瞬时风速进行分析，自动生成以0.5m/s为间隔的3~25m/s风速区间，实际风速的分布情况图和分析时间段内风速和时间关系的这两个图表。从而展现出该时间段内的风速情况。2.7、时间段内功率曲线情况分析功率曲线的对比情况，能够体现过去某时间段内机组的整体运行情况和设计的要求是否出现偏移。2.7.1、机组设置的动态功率曲线和业主期望的功率曲线（合同功率曲线）对比此部分通过编辑的MATLAB程序自动生成。通过调取项目当前机组设置的动态功率曲线参数数据和合同功率曲线数据进行逐个风速点进行对比。判断机组设置的动态功率曲线和合同要求是否相吻合。从而判断处机组参数设置是否正确。2.7.2、实际功率曲线和动态功率曲线进行对比此部分通过编辑的MATLAB程序自动生成。通过调取此时间段内的瞬时风速和机组有功功率进行整理分析，自动生成以0.5m/s为间隔的3~25m/s风速区间的功率和风速折线图，动态功率曲线图进行对比，观察其差异性。判断机组在各风速段内的功率情况和机组设置的吻合性。2.8、发电量对比根据实际功率曲线图和风频图，自动计算出机组实际功率曲线下和理论功率曲线下各自的发电量之和。通过两者之间的比较。从而判断出机组的K值是否满足规定要求。同时通过机组实际功率曲线和SCADA计算出的实际发电量进行对比，判断机组发电量测量设备的运行的稳定性和准确性。整体来说，通过上述基本情况的对比分析，可以客观的展现处过去的这一时间段内的该机组整体运行情况。参见流程示意图：二、主要步骤及算法实现1、编辑并打开报告样本格式。使用MATLAB语句调用编制完成的Microsoftword文件，部分代码如下：filespec_user=['pdw\标准样本.doc'];%调用编制完成的word样本格式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、编辑报告封面。部分代码如下：y=input('请输入项目名称所处于《机组基础信息统计表》中所处的行号:');[a,a1,a2]=xlsread('pdw\机组基础信息统计表','项目基础信息统计');bc1=strcat('¹关于','"',a1(y,4),'"','机组运行状态分析报告');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='编辑__________________________';title2='校对__________________________';title3='审核__________________________';title4='批准__________________________';set(Selection,

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

paragraphformat.alignment='wdAlignParagraphCenter';Selection.TypeParagraph;3、机组数据完整性。部分代码如下：[b,b1,b2]=xlsread('pdw','¹7#机组运行数据');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',{'采集时间','·1#叶片变桨角度','有功功率','发电机转速','风轮转速','瞬时风速','环境温度','瞬时风向'})gridholdon;hgexport(tb_1,

'-clipboard');Selection.Paste;Selection.MoveDown;Selection.TypeParagraph;因代码较长，其他代码省略。三、工程实例以某一项目某一机组某个时间段内的SCADA采集机组运行数据对机组的运行状态机型分析。将机组数据按照规定的格式及存放位置进行保存后，运行程序能够自动生成机组运行报表。下图为程序运行中及生成报表中的部