標(biāo)題好眼熟是吧？沒(méi)錯(cuò)，這是遠(yuǎn)景能源《風(fēng)向標(biāo)》今年2月《風(fēng)電場(chǎng)，讓我用什么來(lái)評(píng)價(jià)你》一文的下篇。從閱讀的角度看，上篇被刷屏，這下篇也值得你追看。
上篇提到，能量可利用率（EBA）是風(fēng)電場(chǎng)資產(chǎn)評(píng)估真相大白的關(guān)鍵，但目前采用這一指標(biāo)的風(fēng)電場(chǎng)并不多，其主要原因有兩點(diǎn)：一是能量可利用率的計(jì)算需要能夠?qū)φ鎸?shí)的風(fēng)資源進(jìn)行準(zhǔn)確還原，這對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的地形分析、測(cè)風(fēng)管理及數(shù)據(jù)采集等都要有較為嚴(yán)格的要求；二是要實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，需要對(duì)損失電量進(jìn)行精細(xì)拆解，而單純依靠傳統(tǒng)的SCADA系統(tǒng)是很難完成的。
在風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)維管理過(guò)程中，對(duì)由于設(shè)備可靠性問(wèn)題導(dǎo)致的設(shè)備停運(yùn)或亞健康造成的電量損失進(jìn)行閉環(huán)管理會(huì)相對(duì)容易些，運(yùn)營(yíng)商也會(huì)更加關(guān)注該類損失電量的計(jì)算。那么，在設(shè)備硬件需求、技術(shù)儲(chǔ)備不完善以及沒(méi)有生產(chǎn)測(cè)風(fēng)塔的情況下，是否存在一套容易獲取和使用的數(shù)據(jù)源及指標(biāo)計(jì)算方法，可以針對(duì)設(shè)備停運(yùn)或者亞健康造成的電量損失進(jìn)行評(píng)估并閉環(huán)指導(dǎo)生產(chǎn)呢？
需要關(guān)注的是，針對(duì)電量損失計(jì)算實(shí)踐，遠(yuǎn)景能源工程師將目前兩種主流計(jì)算方法予以總結(jié)，并分享給關(guān)注風(fēng)電場(chǎng)評(píng)價(jià)的人們。
第一種方法：鄰近風(fēng)機(jī)/標(biāo)桿風(fēng)機(jī)評(píng)定法
這種方法假定，當(dāng)風(fēng)機(jī)處于非正常發(fā)電運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的實(shí)際風(fēng)資源可以用周邊機(jī)位（標(biāo)桿機(jī)位）進(jìn)行對(duì)標(biāo)，也就是說(shuō)，對(duì)于一個(gè)出現(xiàn)停運(yùn)或者亞健康運(yùn)行等非正常運(yùn)行狀態(tài)的風(fēng)機(jī)A，可以使用相鄰的風(fēng)機(jī)群（或者標(biāo)桿風(fēng)機(jī)）同一運(yùn)行時(shí)間段內(nèi)的平均發(fā)電量作為A風(fēng)機(jī)停機(jī)時(shí)間段內(nèi)的應(yīng)發(fā)電量，這一應(yīng)發(fā)電量減去A風(fēng)機(jī)相同時(shí)間段的實(shí)際發(fā)電量就是A風(fēng)機(jī)所損失的電量。
第二種方法：實(shí)際功率曲線標(biāo)定法
這種方法將針對(duì)具體機(jī)位選取其正常發(fā)電時(shí)間段內(nèi)的10分鐘數(shù)據(jù)，按月繪制實(shí)際功率曲線，針對(duì)當(dāng)月的非正常運(yùn)行時(shí)間段，根據(jù)其機(jī)艙10分鐘風(fēng)速匹配當(dāng)月的實(shí)際功率曲線，計(jì)算這段非正常運(yùn)行時(shí)間內(nèi)的應(yīng)發(fā)電量，那么這段非正常運(yùn)行時(shí)間的損失電量，即等于這段時(shí)間對(duì)應(yīng)的應(yīng)發(fā)電量減去這段時(shí)間的實(shí)際發(fā)電量。
值得注意的是，當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)全場(chǎng)停機(jī)或復(fù)雜地形風(fēng)電場(chǎng)標(biāo)桿風(fēng)機(jī)對(duì)其他風(fēng)機(jī)代表性不足時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)較大的計(jì)算誤差，但它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、易于人工操作。與此相比，第二種方法由于機(jī)艙功率曲線的統(tǒng)計(jì)取值需要計(jì)算機(jī)輔助，所以它相對(duì)復(fù)雜，不便于人工操作。
到此，遠(yuǎn)景能源工程師用兩個(gè)案例和你探討上述兩種計(jì)算方法的優(yōu)缺點(diǎn)，但為保證有足夠的數(shù)據(jù)集對(duì)這兩種計(jì)算方法的相對(duì)誤差進(jìn)行評(píng)估，工程師按照一定的規(guī)則對(duì)選取風(fēng)電場(chǎng)樣本的數(shù)據(jù)作了處理。
風(fēng)場(chǎng)選取：選取平地風(fēng)場(chǎng)A和山地風(fēng)場(chǎng)B作為評(píng)估樣本，按照IEC61400-12-2地形評(píng)級(jí)的規(guī)定，平地風(fēng)場(chǎng)全場(chǎng)各機(jī)位的風(fēng)機(jī)地形評(píng)定為一級(jí)，山地風(fēng)場(chǎng)全場(chǎng)各機(jī)位的風(fēng)機(jī)地形評(píng)定為三級(jí)到五級(jí)之間。
數(shù)據(jù)選取：選取樣本的數(shù)據(jù)分辨率為10分鐘，數(shù)據(jù)字段包括風(fēng)速、有功功率、發(fā)電狀態(tài)、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)向及平均槳葉角度等測(cè)點(diǎn)10分鐘的最大、最小、平均及標(biāo)準(zhǔn)差，其評(píng)估時(shí)間段為完整年，在基本完成對(duì)10分鐘數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)清洗并過(guò)濾剔除非正常發(fā)電狀態(tài)點(diǎn)后，再選取全場(chǎng)剩余的數(shù)據(jù)集作為評(píng)估所用的數(shù)據(jù)樣本集。
模擬停機(jī)時(shí)段：定義停機(jī)持續(xù)時(shí)間在60min～240min之間為有效停機(jī)，按照該規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)樣本集進(jìn)行隨機(jī)的停機(jī)位標(biāo)識(shí)，以5%、10%、15%三檔停機(jī)百分比率對(duì)測(cè)試樣本進(jìn)一步分類。同時(shí)，為保證第一種方法（鄰近風(fēng)機(jī)/標(biāo)桿風(fēng)機(jī)法）計(jì)算的完備性，在樣本生成時(shí)限制全場(chǎng)風(fēng)機(jī)不存在全部停機(jī)的時(shí)間段。
損失電量計(jì)算誤差統(tǒng)計(jì)：針對(duì)機(jī)組i，其每一個(gè)被標(biāo)識(shí)為停機(jī)的時(shí)間片j_的實(shí)際有功功率和為p_j，按照臨近風(fēng)機(jī)法計(jì)算得到的停機(jī)時(shí)間片內(nèi)的損失電量和為p_jM1；按照實(shí)際功率曲線法計(jì)算得到的停機(jī)時(shí)間片內(nèi)的損失電量和為p_jM2。機(jī)組 i在不同測(cè)試樣本下，應(yīng)用兩種損失電量計(jì)算方法后與實(shí)際功率和的相對(duì)誤差，其定義如下：
根據(jù)上述規(guī)則，針對(duì)兩組風(fēng)電場(chǎng)樣本，隨機(jī)生成3組不同測(cè)試樣本，分別針對(duì)測(cè)試樣本按照兩種評(píng)定方法評(píng)定損失電量，其測(cè)算結(jié)果見(jiàn)以下分析。
平地風(fēng)場(chǎng)A
遠(yuǎn)景能源工程師選用江蘇某平地風(fēng)場(chǎng)作為平地風(fēng)場(chǎng)的測(cè)試案例A，A風(fēng)場(chǎng)的等高線分布圖如下：
以下是平地風(fēng)場(chǎng)3個(gè)樣本集合的計(jì)算結(jié)果：
從上述結(jié)果來(lái)看，使用實(shí)際功率曲線方法計(jì)算風(fēng)機(jī)停機(jī)狀態(tài)下的實(shí)際損失電量相對(duì)偏差均小于1%，且全場(chǎng)機(jī)組相對(duì)誤差一致性很好。而使用鄰近風(fēng)機(jī)/標(biāo)桿風(fēng)機(jī)評(píng)定法計(jì)算的實(shí)際損失電量平均相對(duì)偏差達(dá)到了3.80%；同時(shí)，由全場(chǎng)機(jī)組間計(jì)算得到的相對(duì)誤差出現(xiàn)了一定波動(dòng)，其一致性明顯低于實(shí)際功率曲線評(píng)定法。
山地風(fēng)場(chǎng)B
遠(yuǎn)景能源工程師選用某丘陵山地風(fēng)場(chǎng)作為測(cè)試案例B，B風(fēng)場(chǎng)的等高線分布圖如下：
值得注意的是，鄰近風(fēng)機(jī)/標(biāo)桿風(fēng)機(jī)評(píng)定法在山地風(fēng)場(chǎng)B出現(xiàn)了較大的誤差，相較于平地風(fēng)場(chǎng)A高4%左右，而且由于地形原因，機(jī)組間偏差波動(dòng)性進(jìn)一步放大；而使用實(shí)際功率曲線法計(jì)算得到的結(jié)果，相對(duì)偏差并未出現(xiàn)明顯波動(dòng)，機(jī)組間一致性較好。
現(xiàn)在，來(lái)概括一下上述兩種評(píng)定方法的特征。
實(shí)際功率曲線標(biāo)定法：停機(jī)損失發(fā)電量計(jì)算誤差較小，可以控制到1%左右；不依賴于場(chǎng)內(nèi)其他風(fēng)機(jī)數(shù)量及運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)自身的運(yùn)行數(shù)據(jù)就可以完備評(píng)價(jià)；計(jì)算方法標(biāo)準(zhǔn)，基于信息化軟件技術(shù)較易實(shí)現(xiàn)；適應(yīng)各種不同地形條件、不同風(fēng)場(chǎng)機(jī)型配置等情況。
鄰近風(fēng)機(jī)/標(biāo)桿風(fēng)機(jī)評(píng)定法：停機(jī)損失發(fā)電量計(jì)算誤差較大，隨著地形從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的變化，其誤差會(huì)逐步放到到4%以上,但其計(jì)算較為簡(jiǎn)單，無(wú)需繪制機(jī)組的實(shí)際功率曲線，僅需通過(guò)功率/發(fā)電量進(jìn)行傳遞即可計(jì)算出損失電量；需要定義鄰近風(fēng)機(jī)及標(biāo)桿風(fēng)機(jī)，依賴于風(fēng)場(chǎng)具體管理措施的落地；當(dāng)全場(chǎng)出現(xiàn)停電或者限負(fù)荷時(shí)，就難以對(duì)損失電量作出準(zhǔn)確的標(biāo)定。
值得一提的是，上述計(jì)算方法稍微變通，也可以作為限負(fù)荷（未停機(jī)但限功率）、風(fēng)機(jī)亞健康等非正常發(fā)電狀態(tài)發(fā)電量損失的統(tǒng)計(jì)方法。尤其在限電區(qū)域，此指標(biāo)計(jì)算方法也可應(yīng)用于高精度限電損失統(tǒng)計(jì)和分析，以期找到更好的解決方案。
