风电机组功率曲线的计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术是有关于一种风电机组功率曲线的计算方法及装置。所述方法包括：根据风场采集到的空气密度，对采集到的风速数据进行区分数值区域的折算；根据折算后的风速数据与发电量之间的对应关系，绘制动态功率曲线。本发明专利技术提供的风电机组功率曲线的计算方法及装置可提高风资源评估过程中风电机组发电量计算的准确性。

Calculation method and device of wind turbine power curve

The invention relates to a calculation method and a device for the power curve of a wind turbine. The method includes: according to the air density collected from the wind field, the collected wind speed data is converted into a differentiated numerical area; according to the corresponding relationship between the converted wind speed data and power generation, the dynamic power curve is drawn. The calculation method and device of the wind turbine power curve provided by the invention can improve the accuracy of the wind turbine power generation calculation in the wind resource evaluation process.

【技术实现步骤摘要】
风电机组功率曲线的计算方法及装置
本专利技术涉及风力发电
，特别是涉及一种风电机组功率曲线的计算方法及装置。
技术介绍
随着风电行业的快速发展，变速恒频双馈风电机组已成为目前风电行业发展的主流设备。风力发电机组的功率曲线一般用来衡量风电机组的经济技术水平，考核风电机组性能，评估风电机组发电能力。因此，功率曲线的准确性和可靠性是基础和关键。在风电场前期设计中，风电场开发商、设计院、第三方咨询机构无法获得或更新多个设备厂家、多种风电机组的特定空气密度下的功率曲线，进而不能够准确评估风电场发电量，严重影响项目可研设计和评估。针对某双馈风电机组，寻求快速准确的功率曲线计算方法，旨在提高风资源评估过程中风电机组发电量计算的准确性，为特定风电场批量建立功率曲线数据库，解决前期评估中的数据资料难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种风电机组功率曲线的计算方法及装置，通过对实测风速数据的折算，可提高风资源评估过程中风电机组发电量计算的准确性。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种风电机组功率曲线的计算方法，所述方法包括：根据风场采集到的空气密度，对采集到的风速数据进行区分数值区域的折算；根据折算后的风速数据与发电量之间的对应关系，绘制动态功率曲线。在一些实施方式中，根据风场采集到的空气密度，对采集到的风速数据进行区分数值区域的折算，包括：根据预先确定的数值区域临界点，将风速数据的取值区间划分为多个不同的数值区域；对不同的数值区域，应用不同的折算函数，对风速数据进行折算。在一些实施方式中，所述数值区域临界点包括：中值区域上限临界点，以及中值区域下限临界点。在一些实施方式中，对不同的数值区域，应用不同的折算函数，对风速数据进行折算，包括：当采集到的风速小于中值区域下限临界点时，根据如下折算函数，对风速数据进行折算：ρv2.5＝const其中，ρ为空气密度，v为折算后的风速。在一些实施方式中，对不同的数值区域，应用不同的折算函数，对风速数据进行折算，包括：当采集到的风速处于中值区域时，根据如下折算函数，对风速数据进行折算：其中，ρ为空气密度，v为折算后的风速，x为实测风速。在一些实施方式中，对不同的数值区域，应用不同的折算函数，对风速数据进行折算，包括：当采集到的风速大于中值区域上限临界点时，根据如下折算函数，对风速数据进行折算：ρv2＝const其中，ρ为空气密度，v为折算后的风速。此外，本专利技术还提供了一种风电机组功率曲线的计算装置，所述装置包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如前文所述的风电机组功率曲线的计算方法。采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：(1)、能够提高风资源评估过程中风电机组发电量计算的准确性；(2)、可快速计算不同空气密度下的功率曲线，零成本，极大的节省软硬件资源占用和浪费；(3)、可为特定风场批量建立功率曲线数据库，提高工作效率；(4)、可协助风电场开发商对招标过程中功率曲线的真实性做出量化判断；(5)、可有效解决风电场中多种风电机组混排设计方案中的功率曲线需求，解决前期评估中的数据资料难题。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术提供的风电机组功率曲线的计算方法的流程图；图2是现有技术提供的不同空气密度下动态功率曲线图；图3是本专利技术提供的指数y的变化规律图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供了一种风电机组功率曲线的计算方法。图1示出了风电机组功率曲线的计算方法的流程图。参见图1，风电机组功率曲线的计算方法包括：S11，根据风场采集到的空气密度，对采集到的风速数据进行区分数值区域的折算。S12，根据折算后的风速数据与发电量之间的对应关系，绘制动态功率曲线。按照IEC61400-12标准的定义，风力发电机组的功率曲线是机组10min输出功率随10min平均风速变化的关系曲线，可通过实际测试与软件模拟的方式得到。根据软件模拟时所采用的不同设置，又可以分为静态功率曲线和动态功率曲线。其中，在计算静态功率曲线时仅考虑风轮特性；而在计算动态功率曲线时，除考虑风轮特性外，还需要考虑来流风速特性与机组控制方案。目前风电项目评估中一般采用动态功率曲线。下面以某双馈风电机组，通过对不同空气密度下的风电机组发电量进行分析，总结不同空气密度下功率曲线的变化规律，以达到既定目标。根据某双馈风电机组在0.85kg/m3、1.05kg/m3和1.4kg/m3三种空气密度下的动态功率曲线。该动态功率曲线由图2示出。随着空气密度的变化，功率曲线呈现一定的规律性变化。通过对不同空气密度下功率曲线的对比，可以得到针对发电量的等效风速折算规律如下：在风速小于θm/s时，采用式(1)进行风速的折算；在风速介于θm/s与βm/s之间时，采用式(2)进行风速的折算；在风速大于βm/s时，采用式(3)进行风速的折算。在ρ<0.95kg/m3时，9.5<β<13.5；在0.95kg/m3<ρ<1.05kg/m3时，9<β<11；在ρ>1.05kg/m3时，8<β<11。ρv2.5＝const(1)ρv2＝const(3)采用瑞利分布，利用折算前后两套数据进行发电量的计算比较(V＝7，K＝2，表1)：表1经过多次验证，针对发电量的等效风速折算规律具有较高的可信度。由此可通过标准空气密度下的动态功率曲线计算任意空气密度下的动态功率曲线。以云南某风场为例，采用测风塔完整年数据，分别利用以下几种算法计算发电量，参见表2。方法一：采用特定场址功率曲线进行发电量的计算；方法二：采用最优控制法折算风速，进行发电量的计算；方法三：采用查表控制法折算风速，进行发电量的计算；方法四：按照标准状态下的功率曲线进行发电量的计算，再利用如下公式(4)进行折算。表2采用针对发电量的等效风速折算规律进行发电量的计算，误差相对较小。本专利技术提出了一种特定空气密度下的风电机组功率曲线的计算方法。特定湍流等级下的动态功率曲线随空气密度变化都呈现出一定的规律。在不同空气密度下，等发电量对应的风速与空气密度的关系介于风能与风速之间，即ρvy＝const中y介于2～3之间，并且随风速的增加呈“稳定-减小-稳定”的趋势。具体可以参见图3。针对利用查表控制法的风电机组，通过功率曲线折算的计算，得到的发电量接近真实值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组功率曲线的计算方法，其特征在于，包括：/n根据风场采集到的空气密度，对采集到的风速数据进行区分数值区域的折算；/n根据折算后的风速数据与发电量之间的对应关系，绘制动态功率曲线。/n

【技术特征摘要】
1.一种风电机组功率曲线的计算方法，其特征在于，包括：
根据风场采集到的空气密度，对采集到的风速数据进行区分数值区域的折算；
根据折算后的风速数据与发电量之间的对应关系，绘制动态功率曲线。


2.根据权利要求1所述的风电机组功率曲线的计算方法，其特征在于，根据风场采集到的空气密度，对采集到的风速数据进行区分数值区域的折算，包括：
根据预先确定的数值区域临界点，将风速数据的取值区间划分为多个不同的数值区域；
对不同的数值区域，应用不同的折算函数，对风速数据进行折算。


3.根据权利要求2所述的风电机组功率曲线的计算方法，其特征在于，所述数值区域临界点包括：中值区域上限临界点，以及中值区域下限临界点。


4.根据权利要求3所述的风电机组功率曲线的计算方法，其特征在于，对不同的数值区域，应用不同的折算函数，对风速数据进行折算，包括：
当采集到的风速小于中值区域下限临界点时，根据如下折算函数，对风速数据进行折算：
ρv2.5＝const
其...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚景春，袁凌，董健，牟金磊，罗方正，李润祥，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11