近年来,随着新能源市场的不断扩大,风力发电行业也得到快速发展,风电机组的大型化和工作环境的复杂化增加了风机制造商和风电场运营商的维护成本。目前国内外学者在风力机状态监测、运行性能方面进行了大量的研究,作为一种发电设备,针对风电机组功率特性的研究显得尤为重要。本文以某2MW永磁直驱式风力发电机组为研究对象,所开展的主要工作如下:(1)风电机组运行特性分析。介绍了风电机组及其SCADA系统,通过对风场中风速和风向等参数的统计分析,发现同风场不同机组的风速和风向差异比较大,基于风速与功率的关系模型,确定以功率特性的符合度作为指标评价机组的功率特性,同时以设计功率曲线、某一机组实际功率曲线以及最大概率处对应的风速功率曲线作为参考评价功率特性的符合度,最终选择以相应风速下最大概率处功率作为指标,并按线性规则给出关于功率分段关系的指标值。即通过统计方法获取多条功率曲线并建立相应风速下功率特性指标关于功率的线性模型,适用于风场中运行机组的功率特性评估。(2)SCADA数据预处理。以风电机组的风速与功率的关系模型为基础,针对风电机组的功率特性,异常数据的存在使功率曲线偏离了风电机组的实际功率特性,需要进行数据预处理剔除掉异常数据。该方法首先利用本文涉及的主要监控参数,进行参数选择及其属性筛选;再结合贝兹理论、RC模型对风场中机组数据进行筛选,选择满足条件的机组数据合并成数据集;最后利用二次四分位法对合并后的数据集进行过滤,完成整个预处理过程。(3)功率特性指标计算及其评估方法。基于预处理后的数据集,采用比恩法均匀划分区间,对每个区间中的功率进行功率特性指标的定义,并构造出指标的线性功率模型;最后通过风电机组的原始数据,以时间滑动的方式,对每次滑动后的数据进行比恩法划分区间并应用功率模型,同时计算各区间分配的权值,整合成机组每次滑动后的功率特性指标;获得机组的功率特性指标趋势图,完成机组功率特性的评估工作。(4)功率特性指标应用分析。通过四台机组对功率特性进行分析和评估,基于不同尺度的时间,比较分析了风电机组功率特性的年度变化、季度变化、月变化,基于机组功率特性指标的变化趋势,对机组功率特性指标突变时间节点进行分析;同时比较分析了不同风速间隔下的多台和单台机组的功率特性。通过对风电机组功率特性的评估,实现对风电机组整机功率特性的宏观把控,为分析风电机组服役性能提供一个参考。