风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法技术

风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法，利用非接触式测风设备测量风电机组叶尖高度以上风资源参数，通过建立风电场空气流动数值模型，得到风电场叶尖高度以上风能资源与各个风电机组出力之间的相关函数关系；利用风电场各个风电机组正常工作时的运行数据修正各个机组的相关函数关系，结合非接触式测风设备的实测数据，计算各个风电机组的标准出力，对比机组的实际运行情况，分析机组的性能表现和评估整个风电场的运行水平。

Wind energy resource monitoring and operation condition evaluation method of wind farm

The evaluation method of running state monitoring and wind energy resources of wind power generation, the use of non-contact measurement equipment of wind wind turbine blade tip height above the wind resource parameters, through the establishment of numerical wind field model of air flow, get the function relation between wind farm output tip above the height of wind energy resources and various wind turbines; correlation function relationship between the use of wind farm the wind turbine operation data of the normal work of the correction of each unit, combining with the measured data of non-contact measuring equipment, the wind turbine output calculation standard, the actual operation situation of comparison unit, performance analysis and evaluation of the unit operation level of the wind farm.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法，主要用于风电场风能资源测量和各个风电机组运行状态评估，属于风电运营

技术介绍
风电场风能资源的实时监测与机组的状态评估是风电场运行控制技术的重要内容，也是保证风电场长期安全、可靠、高效运行的关键技术。运行中的风电场，风电机组的出力状况不仅取决于风电机组的设备性能，运行人员的设备维护管理水平，更大程度上取决于每台风电机组所处的风能资源条件。因此，每台风电机组所处位置的风能资源的精确测量与评估是判断风电机组设备性能和风电场运行状况的基础和前提条件。目前国内外风电场大多采用风电机组自带的机舱测风设备作为风能资源监测的传感器，用于风电机组运行状态的评估。国际电工委员会提出了标准号为IEC61400-12-2的风电机组性能评估方法“Windturbines-Part12-2：Powerperformanceofelectricity-producingwindturbinesbasedonnacelleanemometry”，该标准建立起正常运行条件下机舱测风设备的实测风速和自由流风速之间的传递函数，然后利用该传递函数和机舱风速得到风电机组感受的自由流风速，通过对比风机的出力分析风机的运行状态。这种评估方法的缺陷在于传递函数是建立在风电机组正常运行的前提之下，如果风电机组处于非正常运行状态，这种评估方法失效。公开号为CN105022909A的专利技术专利，“一种基于机舱风速功率曲线的风电场理论功率评估方法”提出了一种利用机舱风速进行风电机组功率曲线评估的方法，该方法也不适用风电机组异常状态的性能分析和评估。另外一种风电机组运行状态评估方法是在风电机组前方一定距离设立测风塔，通过测量风电机组上风向轮毂高度的风速得到风电机组感受的自由流风速，以此作为风电机组运行状态的评估依据。国际电工委员会标准IEC61400-12-1，“Windturbines-Part12-1：Powerperformancemeasurementsofelectricityproducingwindturbines”，做了详细描述。这种方法的缺陷在于测风塔容易受到周围其它风电机组的尾流影响，设置测风塔的限制条件多，实施难度很大。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提出了一种采用非接触式测风设备进行风电场风能资源监测与风电机组状态评估的方法，该方法能够实时监测风电场各个机位的风资源状况，不受风电机组之间尾流的影响，也不受风电机组运行状态的限制。为了实现本专利技术的目的，本专利技术提出了一种风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法，包括以下步骤：(1)在风电场区域内具有代表性的位置安装非接触式测风设备，测量风电机组叶尖高度以上的风能资源气象参数。(2)根据风电场各个风电机组的机型参数、所在位置的坐标，地形数据，地表粗糙度数据，各种障碍物分布数据，建立风电场空气流动数值模型，得到非接触式测风设备所测风资源数据与风电场内所有风电机组出力的相关函数关系。(3)收集风电场各个风电机组一段时间内正常运行时的运行数据和非接触式测风设备的测风数据。(4)利用收集到的风电机组运行数据和测风设备的测风数据，对相关函数关系进行修正，得到修正后的非接触式测风设备所测风资源数据与各个风电机组出力之间的相关函数关系。(5)利用修正后的相关函数关系和非接触式测风设备的测风数据，计算各个风电机组的标准出力状况，对比风电机组的实际出力，分析风电机组的性能状况和评估整个风电场的运行水平。本专利技术提出的方法避免了风电机组尾流对测风设备的干扰，并且测风设备不受风电机组运行状态的影响，克服了利用机舱测风设备和安装测风塔带来的缺陷。附图说明图1是风电场非接触式测风设备布置示意图图2是风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法流程图具体实施方式下面结合附图对本专利技术的风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法作进一步说明。图1是风电场非接触式测风设备布置示意图，图中包括安装在风电场地面(1)的各个风电机组(2)，不同高度的风资源矢量(3)，非接触式测风设备(4)及其发出的激光、声波、微波等探测信号(5)。非接触式测风设备测量包括风电机组叶尖高度以上多个不同高度的风能资源气象参数。图2是风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法的流程图，具体包括以下步骤：第一，按照图1所示的方法，在风电场内选择具有代表性的位置安装非接触式测风设备(4)，测量该位置包括风电机组叶尖高度以上多个不同高度的风能资源气象参数。第二，收集风电场所在位置的地理信息数据，包括风电场区域及周边的地形数据、地表覆盖物数据、障碍物数据、测风设备坐标、各个风电机组的坐标、轮毂高度、机型参数，建立风电场空气流动数值模型，得到测风设备位置不同高度风资源气象参数与各个风电机组位置风资源和机组出力之间的相关函数关系。第三，收集风电场正常运行时的各个风电机组的运行数据，包括有功功率和无功功率，机舱测风数据，发电机转速，叶片变桨信息，偏航信息等；同时收集同期的非接触式测风设备的测量数据。第四，利用收集到的各个风电机组的正常实际运行数据，对比由非接触式测风设备实测数据和各个机组的相关函数关系得到的理论机组出力，调整各个机组的相关函数，得到修正后的各个机组出力与测风设备所测风资源之间的相关函数关系。第五，利用非接触式测风设备实际测量的风资源数据，根据修正后的各个机组的相关函数关系，得到各个机组的标准出力，对比各个机组的实际出力状况，进行风电机组的性能分析和整个风电场的运行状态评估。尽管为了完整和清晰的公开，参照特定实施方式对本专利技术进行了描述，但所附权利要求并不受限于此，并且所附权利要求可被构造为体现所有完全落入本说明书中所阐明的基本教导内的所属
技术人员可想到的修改和替代性结构。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法，其特征在于，用非接触式测风设备测量风电场风电机组叶尖高度以上的风能资源气象参数。

【技术特征摘要】
1.一种风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法，其特征在于，用非
接触式测风设备测量风电场风电机组叶尖高度以上的风能资源气象参数。
2.如权利要求1所述的非接触式测风设备，可以是采用激光作为探测介质
的激光测风设备，也可以是采用声波作为探测介质的声波测风设备，也可以是
采用其他形式的电磁波作为探测介质的测风设备。
3.一种风电场风能资源监测与机组运行状态评估方法，其特征在于，通过
建立风电场空气流动数值模型，得到非接触式测风设备所在位置的叶尖高度以
上风能资源与各个风电机组出力之间的相关函数关系。
4.如权利要求3所述的相关函数关系，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊莉，
申请(专利权)人：樊莉，
类型：发明
国别省市：北京;11