[發明專利]一種基于風電機組傳動特性的功率特性驗證方法

有效

• 申請號: 201710138372.4
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106894950B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 柴海棣;劉慶超;張蘊;楊軍
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院;華電新能源發展有限公司;華電新疆發電有限公司新能源分公司
• 主分類號: F03D7/02
• 分類號: F03D7/02;F03D17/00;F03D15/10
• 代理公司: 浙江英普律師事務所 33238
• 代理人: 陳俊志

本發明涉及一種基于風電機組傳動特性的功率特性驗證方法，通過獲取一定時間段的機組運行數據，構建能量傳輸模型進行功率特性驗證，本發明為以機組能量傳輸過程為研究對象，基于各部件能量傳輸過程中的損耗，建立一個通用的能量傳輸模型，計算推導風速，擬合實際功率曲線，將實際曲線與機組設計時的理論曲線進行對比，通過一定的方法定量計算兩條曲線的差異，形成一整套機組功率曲線驗證方法和技術路線，為機組性能評價提供了一個評價準確、可行性高、實用性強的方法。

技術領域

本發明涉及一種風電機組功率評價方法，特別是一種基于風電機組傳動特性的功率特性驗證方法。

背景技術

目前國內外有關研究機構已經開展了風電機組功率特性測試的相關研究，2005年IEC發布了IEC 61400-12-1標準，規定了風力發電機組功率特性測試的相關標準，包括測試準備、測試程序、后期數據處理等，2012年該標準被引入中國并作為國家標準施行，標準號為GB/T 18451.2-2012《風力發電機組功率特性測試》。由于標準的相關實施條件要求較高，比如要求在機組前某些特定扇區、位置樹立測風塔連續測量一定時段的風資源，很難滿足現場需求。

目前國內在進行功率曲線驗證時，較通用的是采用一機一驗證的辦法，具體就是用超聲波或激光雷達測風儀參照IEC和行業的有關標準測定輪轂前一定距離的來風風速，同時讀取機組相同時段的功率，經過一定數據處理后進行曲線擬合，同時參考機組歷史數據進行一定的修正。該方法具有簡單靈活、實施條件簡單的優點，但其不足也很明顯，比如：

1)未考慮風電機組空氣密度的影響，曲線不夠準確；

2)用歷史數據修正功率曲線，使曲線帶有機組運行特性，降低可信度和推廣度；

3)一機一測定增加工作量，加大了工作量，不利于大面積推廣；

4)在具體測量手段、數據處理方面難以實現完全共識。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種以機組能量傳輸過程為研究對象，基于各部件能量傳輸過程中的損耗，建立一個通用的能量傳輸模型，計算推導風速，擬合實際功率曲線，將實際曲線與機組設計時的理論曲線進行對比，通過一定的方法定量計算兩條曲線的差異，形成一整套機組功率曲線驗證方法和技術路線，為機組性能評價提供了一個評價準確、可行性高、實用性強的方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種基于風電機組傳動特性的功率特性驗證方法，包括如下步驟：

S1)獲取一定時間段的機組運行數據，包括機組出力、發電機轉速、葉輪轉速和槳距角；

S2)能量傳輸模型構建，所述能量傳輸模型構建依次包括風輪捕捉機械功率的計算、推導風速的計算和模型修正；

S21)風輪捕捉機械功率的計算：根據變流器、發電機、齒輪箱的效率曲線，尋取某一功率輸出情況下，各傳動部件的工作效率，得到風輪捕捉的機械功率；

S22)推導風速的計算：計算出風輪捕捉的機械功率后，利用風能利用系數和風速之間關系，推導實際空氣密度下功率對應的風速，再將該風速換算到標準大氣密度條件下；

S23)模型修正：架設測風儀器，同步獲取測定的風速V₂和機組出力P₀，根據步驟S21和S22計算機組出力P₀下的推導風速V₁，比較V₁和V₂差異并調整傳輸模型，直至差異縮小到設定范圍，完成能量傳輸模型構建；

S3)功率特性驗證，所述功率特性驗證包括實際功率曲線擬合、偏差計算和機組功率評價；