[發明專利]比較風電機組選型優劣的系統和方法

有效

• 申請號: 201310135302.5
• 申請日: 2013-04-18
• 公開（公告）號: CN103206343A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: 彭懷午;劉豐;孫立新
• 申請（專利權）人: 內蒙古電力勘測設計院
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于風力發電技術領域，尤其涉及一種比較風電機組選型優劣的系統和方法。

背景技術

我國風電場分布較廣，西至青海、新疆幾百兆瓦級別的大型風電場，東至上海洋山港東海大橋海上風電場，南至廣東幾十兆瓦小型風電場，北至內蒙古的千萬千瓦大型風電基地。不同區域地理特征、氣候條件各不相同，風資源條件差異較大。影響風電場發電量的主要因素是：風能資源情況與風電機組的選型和布置。對于一個特定的場址，其風能資源情況是無法改變的固有條件，嚴格按照設計規程和通用的技術手段完成風資源評估利用設計應該不會出現較大的差異，而真正體現設計水平和技術能力，同時對風電場設計水平有直接影響的工作是風電機組的選型和布置方案。

工程設計中常用的“風電場年等效滿負荷小時數”和“風電場容量系數”等性能參數僅客觀反映了地區風能資源的特性。設計中如果統一采用上述兩個參數來比較風電場的設計水平，則會出現風資源條件好的地方上述指標客觀偏高的情況，從而得出風資源越豐富的地區其風電場設計水平越高。這顯然不能真實體現設計工作的價值和充分反映設計技術對工程的影響，而且實踐證明與實際情況也不符。而且，現有技術中也不存在對多個風電場進行自動比較的分布式系統，從而不能客觀準確地對現有風電場的風電機組選型進行比較。由此可見，如何提供一種可自動運行的比較系統，以客觀準確地比較各個風電場的風電機組選型，從而提示設計人員對風電場的風機布置進行優化，最終達到提高風電產量、風電效率的目的，是一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于針對不同風資源條件的風電場，尤其是對已經運行一年以上的風電場，進行設計后比較，建立一種比較不同風電場的風電機組選型優劣的系統和方法，使得對風電機組選型優劣的比較獨立于當地的風資源條件，并提供準確依據以優化風電場的設計。

為實現以上目的，本發明提出一種比較風電機組選型優劣的系統，該系統包括：風資源服務器，可通信地連接至風電場內代表性測風塔以獲得風速數據；風電機組服務器，可通信地連接至風電場內的典型風電機組以獲得運行功率數據；綜合應用服務器，通過網絡設備與風資源服務器和風電機組服務器連接，根據所述風速數據和運行功率數據獲得風電場發電效率，并基于風電場發電效率判斷風電機組選型優劣。

根據本發明的一個方面，所述風電場為多個，每個風電場都具有與其對應的風資源服務器和風電機組服務器；所述綜合應用服務器用于獲得多個風電場的發電效率，將發電效率進行排序或者將發電效率與預設閾值作比較，根據排序或比較結果向風電機組服務器發送提示信號。

根據本發明的一個方面，所述風資源服務器，用于采集來自多個風電場內代表性地址處的測風塔完整一年的不同測風高度逐時測風時間序列，并據此獲得每個風電場的輪轂高度處風速Weibull分布；所述風電機組服務器，用于采集來自多個風電場的典型風電機組完整一年的風速與發電功率時間序列，據此獲得每個風電場的典型風電機組的實際運行功率曲線；所述綜合應用服務器，用于獲取所述輪轂高度處風速Weibull分布和所述典型風電機組的實際運行功率曲線，據此獲得每個風電場的發電效率，并將多個風電場的發電效率行排序或者將發電效率與預設閾值作比較，根據排序或比較結果向風電機組服務器發送提示信號。

根據本發明的一個方面，風資源服務器和風電機組服務器是小型計算設備，包括采集裝置和存儲器。

根據本發明的一個方面，所述風資源服務器，用于：根據下式中的風切變方法獲得風電機組輪轂高度處完整一年逐時測風數據：V_n/V_i=（Z_n/Z_i）^α，其中：V_n、V_i分別為高度在Z_n、Z_i處的風速，α即為風切變指數；然后得到輪轂高度處風速Weibull分布。

根據本發明的一個方面，所述風電機組服務器，用于：采用Bin方法處理得到典型風電機組的實際運行功率曲線；其中所述Bin方法是把風速范圍按照0.5m/s間隔分成一個或多個區間，每個區間的中心值為0.5m/s的整數倍，并利用下式分別獲取每個區間的平均風速和功率值：其中，V_i、P_i分別為第i個區間的平均風速和功率值；V_n,i,j、P_n,i,j分別為折算后的第i個區間的第j組的風速和功率測量值；N_i為落入第i個區間的測量數據對的數量。