一种风力发电机的发电性能评估方法技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机的发电性能评估方法，其特征在于：包括，通过风电场的功率预测系统获取测风塔数据，并根据测风塔数据修正空气密度；根据修正后的空气密度将测风塔风速标准化，统一风速使用条件；根据保证功率曲线风速与功率对应关系，将标准化后的测风塔风速进行映射，获得每个测风塔风速对应的风力发电机有功功率值，并通过对其积分求和获得统计区间内的保证发电量；基于统计区间内的保证发电量计算性能值，根据性能值评估风力发电机的发电性能；本发明专利技术可准确计算出实际发电性能相比与设计发电性能的变化趋势，以及具体的量化数据，为风电场管理决策提供了可靠的数据，提高了管理效率。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机的发电性能评估方法
本专利技术涉及风力发电的
，尤其涉及一种风力发电机的发电性能评估方法。
技术介绍
目前风电场评估风力发电机发电性能优劣采用的传统办法是：在同一个坐标系内，通过比对SCADA系统生成的功率曲线和风力发电机厂家技术协议中功率曲线是否靠近纵坐标轴来体现风力发电机发电性能的优劣，但该方法与实际情况偏差较大；原因是机舱的风速受到叶轮尾流和机舱外形的“壁面效应”影响会发生畸变，且SCADA系统生成的功率曲线横坐标是采用机舱风速，风力发电机厂家技术协议中功率曲线横坐标是叶轮上风向的自由流风速；两条曲线的风速存在定义不同的问题。采用SCADA系统生成的功率曲线计算得出的风能利用系数大部分都超越了贝茨极限0.593，这一现象是因机舱风速普遍小于叶轮上风向的自由流风速所致，风速变小原因主要是因为受叶轮尾流、机舱外形、风能损失影响发生了严重畸变。另外，从能量守恒角度也能解释这一现象：叶轮上风向的自由流风先推动叶轮做功转化为机械能，然后再流经机舱尾部风速仪，此时风能必然减小，风速下降，机舱尾部风速小于叶轮上风向的自由流风速度。因此目前普遍采用的通过实际功率曲线相比于保证功率曲线靠近或远离纵坐标侧的方法衡量风力发电机发电性能优劣不准确，也无法得出量化数据和发电性能变化趋势，无法指导风场开展后期改善措施。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术提供了一种风力发电机的发电性能评估方法，能够改善衡量风力发电机发电性能优劣的准确度。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：包括，通过风电场的功率预测系统获取测风塔数据，并根据所述测风塔数据修正空气密度；根据修正后的空气密度将测风塔风速标准化，统一风速使用条件；根据风力发电机的保证功率曲线中风速与功率对应关系，将标准化后的测风塔风速进行映射，获得每个测风塔风速对应的风力发电机有功功率值，并通过对其积分求和获得统计区间内的保证发电量；基于统计区间内的保证发电量计算性能值，根据所述性能值评估风力发电机的发电性能。作为本专利技术所述的风力发电机的发电性能评估方法的一种优选方案，其中：所述测风塔数据包括轮毂登高位置的风速、气温、气压以及时间粒度10分钟。作为本专利技术所述的风力发电机的发电性能评估方法的一种优选方案，其中：修正所述空气密度包括，其中，ρ10min为10分钟的平均空气密度，即修正后的空气密度；T10min为10分钟的平均气温；B10min为10分钟的平均气压；R为气体常数，值为287.05(J/kg.K)。作为本专利技术所述的风力发电机的发电性能评估方法的一种优选方案，其中：标准化所述测风塔风速包括，其中，Vfree为风力发电机轮毂等高位置的测风塔10分钟平均风速；Vn为标准化后的测风塔风速，ρo为标准空气密度(1.225kg/m3)。作为本专利技术所述的风力发电机的发电性能评估方法的一种优选方案，其中：所述映射包括，风速：V＝(v1,v2,…,vn)；功率：P＝(p1,p2，…,pn)；功率和风速的映射关系为：V→P；其中，v1,v2,…，vn为标准化后的测风塔风速；p1，p2，…，pn为风机有功功率。作为本专利技术所述的风力发电机的发电性能评估方法的一种优选方案，其中：所述统计区间内的保证发电量包括，其中，Δt为时间分辨率；k为风力发电机型号A的总数；s为风力发电机型号B的总数；n为Pi的数据总量；m为Pj的数据总量；Pi为型号A的风力发电机有功功率值；Pj为型号B的风力发电机有功功率值。作为本专利技术所述的风力发电机的发电性能评估方法的一种优选方案，其中：计算所述性能值包括，根据下式计算性能值α性能：其中，E保证为统计区间内按照风力发电机的保证功率曲线计算的风场保证电量；E实发为风场统计区间内风电场实际发出的电量；E损失为风场统计区间内因场外受阻、场内受阻产生的所有损失电量之和。作为本专利技术所述的风力发电机的发电性能评估方法的一种优选方案，其中：评估所述风力发电机的发电性能包括，若所述性能值小于或等于0，则判定所述风力发电机的发电性能达到或超过了保证发电性能，此时，|α性能|代表超越的程度；若所述性能值大于0，则判定所述风力发电机的发电性能劣化，此时，|α性能|代表劣化的程度。本专利技术的有益效果：本专利技术可准确计算出实际发电性能相比与设计发电性能的变化趋势，以及具体的量化数据，为风电场管理决策提供了可靠的数据，提高了管理效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。其中：图1为本专利技术第一个实施例所述的一种风力发电机的发电性能评估方法的流程示意图；图2为本专利技术第二个实施例所述的一种风力发电机的发电性能评估方法的传统的技术方案的风力发电机发电性能评估曲线示意图；图3为本专利技术第二个实施例所述的一种风力发电机的发电性能评估方法的保证值兑现率统计示意图；图4为本专利技术第二个实施例所述的一种风力发电机的发电性能评估方法的实际发电能力与理论发电能力差距统计示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。本专利技术结合示意图进行详细描述，在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。同时在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机的发电性能评估方法，其特征在于：包括，/n通过风电场的功率预测系统获取测风塔数据，并根据所述测风塔数据修正空气密度；/n根据修正后的空气密度将测风塔风速标准化，统一风速使用条件；/n根据风力发电机的保证功率曲线中风速与功率对应关系，将标准化后的测风塔风速进行映射，获得每个测风塔风速对应的风力发电机有功功率值，并通过对其积分求和获得统计区间内的保证发电量；/n基于统计区间内的保证发电量计算性能值，根据所述性能值评估风力发电机的发电性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机的发电性能评估方法，其特征在于：包括，
通过风电场的功率预测系统获取测风塔数据，并根据所述测风塔数据修正空气密度；
根据修正后的空气密度将测风塔风速标准化，统一风速使用条件；
根据风力发电机的保证功率曲线中风速与功率对应关系，将标准化后的测风塔风速进行映射，获得每个测风塔风速对应的风力发电机有功功率值，并通过对其积分求和获得统计区间内的保证发电量；
基于统计区间内的保证发电量计算性能值，根据所述性能值评估风力发电机的发电性能。


2.如权利要求1所述的风力发电机的发电性能评估方法，其特征在于：所述测风塔数据包括轮毂登高位置的风速、气温、气压以及时间粒度10分钟。


3.如权利要求2所述的风力发电机的发电性能评估方法，其特征在于：修正所述空气密度包括，



其中，ρ10min为10分钟的平均空气密度，即修正后的空气密度；T10min为10分钟的平均气温；B10min为10分钟的平均气压；R为气体常数，值为287.05(J/kg.K)。


4.如权利要求2或3所述的风力发电机的发电性能评估方法，其特征在于：标准化所述测风塔风速包括，



其中，Vfree为风力发电机轮毂等高位置的测风塔10分钟平均风速；Vn为标准化后的测风塔风速，ρo为标准空气密度(1.225kg/m3)。


5.如权利要求1或2所述的风力发电机的发电...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，王晓磊，王俊杰，张小兵，安斌，
申请(专利权)人：华能昌邑风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37