风力发电机组功率曲线特性检测系统技术方案

本发明专利技术公开一种风力发电机组功率曲线特性检测系统，其中，所述系统包括采集当前风速、机舱外环境温度的环境参数采集装置；采集风力发电机组的有功功率的电能质量监测装置；获取环境参数和有功功率的平均值的数据处理单元；根据机舱外大气压平均值和机舱外环境温度平均值获取平均空气密度的平均空气密度获取单元；根据标准空气密度、平均风速、平均空气密度计算标准空气密度下的标准化风速的标准化风速获取单元；根据指定时间段内获得的多组标准化风速和有功功率平均值生成风力发电机组功率曲线的功率曲线生成单元。本发明专利技术能自动生成实际风机的功率曲线报告和图表，达到准确评估风力发电机组发电效率和功率曲线特性的目的。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组功率曲线特性检测系统
本专利技术涉及风力发电领域，特别涉及一种风力发电机组功率曲线特性检测系统。
技术介绍
目前，风电场对风力发电机组功率曲线特性的检测主要采用选取机组树立测风塔或用移动测风仪对机组进行功率曲线认证及校验，或者采用风电场监控系统采集的机组数据，由风机生产厂家编制力发电机组功率曲线。在工程实践中，树立测风塔和移动测风的费用较高，不能覆盖风电场全部风机，在风向多变的环境中适应性较差；同时由于风力发电机组生产厂家普遍存在技术壁垒的缘故，对于风电运营商来说，风机主控系统和风电场监控系统内部数据采样、数据处理的方法和计算模式类似于黑匣子，所以在此数据基础上形成的功率曲线缺乏客观公允的评判依据，也不能准确地评估风电场运行风力发电机组的发电效率。
技术实现思路
鉴于以上技术问题，本专利技术提供了一种风力发电机组功率曲线特性检测系统，采用独立的环境参数采集装置和电能质量监测装置，自动生成实际风机的功率曲线报告和图表，达到准确评估风力发电机组发电效率和功率曲线特性的目的。根据本专利技术的一个方面，提供一种风力发电机组功率曲线特性检测系统，包括环境参数采集装置、电能质量监测装置、数据处理单元、平均空气密度获取单元、标准化风速获取单元、功率曲线生成单元，其中：环境参数采集装置，用于以第一时间间隔t1采集环境参数，其中环境参数包括当前风速V、机舱外环境温度T、机舱外大气压B，其中所述机舱外大气压B与采集的当前海拔高度值h相关联；电能质量监测装置，用于以第二时间间隔t2采集风力发电机组的有功功率；数据处理单元，用于对采集到的环境参数和有功功率进行处理，以分别得到第三时间间隔t3内环境参数和有功功率的平均值，其中第三时间间隔大于第一时间间隔和第二时间间隔；平均空气密度获取单元，用于根据第三时间间隔内计算的机舱外大气压平均值Bt3和机舱外环境温度平均值Tt3获取第三时间间隔内的平均空气密度ρt3；标准化风速获取单元，用于根据标准空气密度ρ0、第三时间间隔内的平均风速Vt3、平均空气密度ρt3计算标准空气密度下的标准化风速Vn；功率曲线生成单元，用于根据指定时间段内获得的多组第三时间间隔内标准化风速和有功功率平均值，生成风力发电机组功率曲线，其中，所述指定时间段大于第三时间间隔。优选的，平均空气密度获取单元根据公式计算第三时间间隔内的平均空气密度ρt3，其中，R0是干燥空气的气体常数。优选的，所述环境参数还包括机舱外环境相对湿度，其中：平均空气密度获取单元根据公式计算第三时间间隔内的平均空气密度ρt3，其中，R1是湿空气气体系数，R1与第三时间间隔内平均机舱外环境温度和平均机舱外环境相对湿度相关联。优选的，标准化风速获取单元根据公式计算标准空气密度下的标准化风速Vn。优选的，所述检测系统还包括异常功率信号采集单元和异常功率过滤单元，其中：异常功率信号采集单元，用于通过硬接点信号线采集风力发电机组的异常信号，其中所述异常信号是风力发电机组处于停机或限功率运行状态时发出的信号；异常功率过滤单元，用于删除在异常功率信号采集单元采集到异常信号期间，电能质量监测装置接收到的有功功率值，以得到过滤后的有功功率值，并将过滤后的有功功率值发送给数据处理单元进行处理。优选的，所述环境参数采集装置通过公式计算机舱外大气压。优选的，所述功率曲线生成单元是远程监控服务器或本地监控服务器。优选的，所述数据处理单元还用于对采集到的环境参数和有功功率进行处理，以分别得到第三时间间隔t3内环境参数和有功功率的标准差、最大值和最小值，并发送给功率曲线生成单元。优选的，所述功率曲线生成单元还用于存储和显示指定时间段内获得的多组第三时间间隔内环境参数和有功功率的平均值、标准差、最大值和最小值。优选的，所述检测系统还包括风场的环网交换机，其中：功率曲线生成单元可以通过环网交换机与数据处理单元和标准化风速获取单元连接。根据本专利技术的一个方面，提供一种风力发电机组功率曲线特性检测方法，包括：环境参数采集装置以第一时间间隔t1采集环境参数，其中环境参数包括当前风速V、机舱外环境温度T、机舱外大气压B，其中所述机舱外大气压B与采集的当前海拔高度值h相关联；电能质量监测装置以第二时间间隔t2采集风力发电机组的有功功率；数据处理单元对采集到的环境参数和有功功率进行处理，以分别得到第三时间间隔t3内环境参数和有功功率的平均值，其中第三时间间隔大于第一时间间隔和第二时间间隔；平均空气密度获取单元根据第三时间间隔内计算的机舱外大气压平均值Bt3和机舱外环境温度平均值Tt3获取第三时间间隔内的平均空气密度ρt3；标准化风速获取单元根据标准空气密度ρ0、第三时间间隔内的平均风速Vt3、平均空气密度ρt3计算标准空气密度下的标准化风速Vn；功率曲线生成单元根据指定时间段内获得的标准化风速和有功功率平均值，生成风力发电机组功率曲线，其中，所述指定时间段大于第三时间间隔。优选的，所述平均空气密度获取单元根据第三时间间隔内计算的机舱外大气压平均值Bt3和机舱外环境温度平均值Tt3获取第三时间间隔内的平均空气密度ρt3的步骤，包括：平均空气密度获取单元具体根据公式计算第三时间间隔内的平均空气密度ρt3，其中，R0是干燥空气的气体常数。优选的，所述环境参数还包括机舱外环境相对湿度。优选的，所述平均空气密度获取单元根据第三时间间隔内计算的机舱外大气压平均值Bt3和机舱外环境温度平均值Tt3获取第三时间间隔内的平均空气密度ρt3的步骤，包括：平均空气密度获取单元根据公式计算第三时间间隔内的平均空气密度ρt3，其中，R1是湿空气气体系数，R1与第三时间间隔内平均机舱外环境温度和平均机舱外环境相对湿度相关联。优选的，所述标准化风速获取单元根据标准空气密度ρ0、第三时间间隔内的平均风速Vt3、平均空气密度ρt3计算标准空气密度下的标准化风速Vn步骤，包括：标准化风速获取单元根据公式计算标准空气密度下的标准化风速Vn。优选的，所述检测方法还包括：异常功率信号采集单元通过硬接点信号线采集风力发电机组的异常信号，其中所述异常信号是风力发电机组处于停机或限功率运行状态时发出的信号；异常功率过滤单元删除在异常功率信号采集单元采集到异常信号期间，电能质量监测装置接收到的有功功率值，以得到过滤后的有功功率值，并将过滤后的有功功率值发送给数据处理单元进行处理。本专利技术风力发电机组功率曲线特性检测系统通过采用独立的环境参数采集装置和电能质量监测装置，自动生成实际风机的功率曲线报告和图表，达到准确评估风力发电机组发电效率和功率曲线特性的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术风力发电机组功率曲线特性检测系统一个实施例的示意图。图2为本专利技术一个实施例中风力发电机组功率曲线的示意图。图3为本专利技术另一实施例中风力发电机组功率曲线的示意图。图4为本专利技术风力发电机组功率曲线特性检测系统另一实施例的示意图。图5为本专利技术风力发电机组功率曲线特性检测系统又一实施例的示意图。图6为本专利技术风力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力发电机组功率曲线特性检测系统，其特征在于，包括环境参数采集装置、电能质量监测装置、数据处理单元、平均空气密度获取单元、标准化风速获取单元、功率曲线生成单元，其中：环境参数采集装置，用于以第一时间间隔t1采集环境参数，其中环境参数包括当前风速V、机舱外环境温度T、机舱外大气压B，其中所述机舱外大气压B与采集的当前海拔高度值h相关联；电能质量监测装置，用于以第二时间间隔t2采集风力发电机组的有功功率；数据处理单元，用于对采集到的环境参数和有功功率进行处理，以分别得到第三时间间隔t3内环境参数和有功功率的平均值，其中第三时间间隔大于第一时间间隔和第二时间间隔；平均空气密度获取单元，用于根据第三时间间隔内计算的机舱外大气压平均值Bt3和机舱外环境温度平均值Tt3获取第三时间间隔内的平均空气密度ρt3；标准化风速获取单元，用于根据标准空气密度ρ0、第三时间间隔内的平均风速Vt3、平均空气密度ρt3计算标准空气密度下的标准化风速Vn；功率曲线生成单元，用于根据指定时间段内获得的标准化风速和有功功率平均值，生成风力发电机组功率曲线，其中，所述指定时间段大于第三时间间隔。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组功率曲线特性检测系统，其特征在于，包括独立的环境参数采集装置、独立的电能质量监测装置、数据处理单元、平均空气密度获取单元、标准化风速获取单元、功率曲线生成单元，其中：环境参数采集装置，用于以第一时间间隔t1采集环境参数，其中环境参数包括当前风速V、机舱外环境温度T、机舱外环境相对湿度、机舱外大气压B，其中所述机舱外大气压B与采集的当前海拔高度值h相关联，环境参数采集装置使用海拔高度测量仪替换压力传感器，根据当前的海拔高度值计算机舱外大气压B；电能质量监测装置，用于以第二时间间隔t2采集风力发电机组的有功功率；数据处理单元，用于对采集到的环境参数和有功功率进行处理，以分别得到第三时间间隔t3内环境参数和有功功率的平均值，其中第三时间间隔大于第一时间间隔和第二时间间隔；平均空气密度获取单元，用于根据第三时间间隔内计算的机舱外大气压平均值Bt3、机舱外环境相对湿度和机舱外环境温度平均值Tt3获取第三时间间隔内的平均空气密度ρt3；标准化风速获取单元，用于根据标准空气密度ρ0、第三时间间隔内的平均风速Vt3、平均空气密度ρt3计算标准空气密度下的标准化风速Vn；功率曲线生成单元，用于根据指定时间段内获得的标准化风速和有功功率平均值，生成风力发电机组功率曲线，其中，所述指定时间段大于第三时间间隔；其中，所述系统还包括异常功率信号采集单元和异常功率过滤单元，其中：异常功率信号采集单元，用于通过硬接点信号线采集风力发电机组的异常信号，其中所述异常信号是风力发电机组处于停机或限功率运行状态时发出的信号；异常功率过滤单元，用于删除在...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶林，何骥，敖海，屠劲林，曹治，张杰，杨劲，赵慧康，丁威介，王曦，严锦涛，
申请(专利权)人：华能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11