[發明專利]基于運營風機SCADA數據的海上風電場尾流損失測量方法

有效

• 申請號: 201610663711.6
• 申請日: 2016-08-12
• 公開（公告）號: CN106321368B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 李巖;羅辛.費伊;白雪
• 申請（專利權）人: 峰能斯格爾（北京）可再生能源科技有限公司;華能新能源股份有限公司;華能集團技術創新中心
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 權鮮枝

本發明公開了一種基于運營風機SCADA數據的海上風電場尾流損失測量方法，該方法主要利用運營風機SCADA數據和現場測風塔數據，加以篩選處理，移除異常的記錄值及停機時間段，獲得每臺風機每個扇區的實際發電量，將風電場分為若干個扇區，并計算每個扇區的參考發電量，從而計算尾流損失。本發明的測量方法具有測量方便、成本低、數據易獲取和準確性高的特點。

技術領域

本發明涉及一種基于運營風機SCADA數據的海上風電場尾流損失測量方法，具體涉及運營風機SCADA數據和現場測風塔數據的運用。

背景技術

在大規模風電場中的尾流影響是年度發電量(AEP)計算中損失最大的因素，尤其在海上風電場的影響尤為明顯，因海上風電場較大的風機尺寸和陣列大小，以及較少的湍流會導致尾流消散較慢。

由于潛在的較大陣列影響和大氣穩定度的影響，海上風電場的尾流會遠遠大于陸上風電場。海上的尾流影響較于陸上也不被很好地理解。無論對于大規模的海上風電場還是具有臨近風電場的海上風電場，對于理解引起海上尾流的不同因素及尾流恢復機制都是很有必要的。距離(風機間距和臨近風電場距離)對于海上風電場尾流影響十分明顯，尾流效應從臨近風力發電場可延伸10公里遠。

目前海上尾流損失非常高的不確定性已經引起行業的重視，其研究重點在于如何檢查和減少這些不確定性。為了量化海上年度發電量的不確定性，需理解和定義尾流模型的精確性。已發布的測量和模擬的風機尾流結構對比非常重要，由于其揭示了風電行業普遍采用的尾流模型的精確性，并有助于量化尾流模型不確定性。衛星和機載合成孔徑雷達影像可以對風電場大區域內空間覆蓋較廣的尾流傳播進行很好的解譯。然而，其空間分辨率較差并且此方法無法測量風電場內各風機尾流情況。氣象測風塔也只能提供單點測量數據并且安裝成本較高。遙感設備最具有移動性，且依賴于設備可以得到較好垂直和水平空間覆蓋率數據，但是花費較多。最經濟可行的方法是利用運營風電場的SCADA監測數據進行上述對比。

然而，為了得出運營風電場實際的尾流損失，仍有許多關于處理SCADA測量數據的問題，這些問題增加了尾流測量的不確定性，也因此增加了有關對比的不確定性。例如：

a、假定所有風機都運行在一個相同的、標準的以及令人滿意的狀態，以便它們能夠被視為大型的風速計。這將導致一種假設——自由流風機和其他風機產生發電量的總差可歸結為尾流損失。但是事實上，其發電量的損失可能是因為風機運行處在非最佳的狀態，例如偏航系統偏離，或非最優風況(包括風入流條件導致功率曲線性能表現的增強或減弱)。

b、忽略了通過壓縮區的堵塞對個別風機風流量的影響。

c、忽略了大氣條件下由于整個陣列交互影響帶來的累積效應。

d、運營數據中的自由流風速的推導是非常困難的，且對于如何實現該計算未得到行業的一致的認同。

發明內容

針對現有技術中的上述問題，本發明的目的在于提供一種海上風電場尾流損失測量方法，旨在定義運營風電場中尾流影響最易獲取且可靠的評估過程，并達到最低程度的不確定性，其中包括減少上述問題的方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

基于運營風機SCADA數據的海上風電場尾流損失測量方法，所述方法包括以下步驟：

1)獲得運營風機SCADA數據和現場測風塔數據；

2)篩選處理風機數據來移除異常的記錄值及停機時間段；篩選現場測風塔風資源數據并建立一個完整的數據集；

3)風電場假設；

4)將每臺風機周圍分為若干個扇區，從SCADA數據獲得每臺風機每個扇區的實際發電量，將風電場分為若干個扇區，并計算每個扇區的參考發電量；

5)計算尾流損失。