[發明專利]一種基于實測數據的風電機組偏航折減系數計算方法

在審

• 申請號: 202010729175.1
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111797545A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 高尚;劉金全;范子超;丁偉;王聰;楊璐
• 申請（專利權）人: 龍源（北京）風電工程設計咨詢有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;F03D7/00;G06F113/06
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 11435
• 代理人: 宋玲玲

本發明公開了一種基于實測數據的風電機組偏航折減系數計算方法，包括風電機組偏航系統故障檢測；風電機組SCADA數據處理；風電機組對風數據區分；風電機組對風準確情況下功率曲線擬合以及風電機組偏航折減系數計算。本發明以對風準確功率散點為基礎擬合出標準功率曲線，并計算對風不準確功率散點相對于標準功率曲線下的理想功率，從而計算風電場每臺機組偏航折減系數及總體機組偏航折減系數。在以后的前期設計過程中，通過發電量后評估的方式得到風電場相似風電機組的偏航折減系數，為計算新風電場上網電量提供理論依據。本發明采用相對性的方法很好的規避掉了其他因素對風電機組功率的影響，以單因素的方式準確計算對風偏差對風電機組功率的影響。

技術領域

本發明涉及一種偏航折減系數計算方法，尤其涉及一種基于實測數據的風電機組偏航折減系數計算方法。

背景技術

隨著風電機組控制技術的發展，機組輪轂高度的提高，葉片長度的加長。風電運營商將開發重點集中到南方低風速地區。這些地區屬于風速S類地區，風速較小，且部分地區湍流較大，相對于三北地區發電能力較弱，資本金財務內部收益率等項目財務指標通常處于臨界值。

因此在可行性研究階段準確計算機組上網電量對準確評估經濟性指標及項目投資決策具有重要意義。目前的CFD軟件計算發電量時均假設風向正對風輪，未考慮風輪偏航不準確損失的電量，偏航折減系數作為綜合折減系數中的一項，是計算機組年上網電量的重要參數，用來描述機組對風不準確對機組發電量的影響。

現有技術中，根據測風塔風向集中層度來評估場區風向集中度的方法在測風塔代表性不強的區域或地形較復雜的區域存在較大不確定性，測風塔位置和擬選機位位置風向集中度有可能差異較大。并且，目前根據選用機型確定機組偏航系統性能主要依據已投產風電場服役機組故障次數，故障次數并不能完全代表偏航系統反應靈敏性，也就無法完全用來定性評估偏航折減系數大小。

目前暫無準確計算因偏航不準確而損失風電機組上網電量的方法。

發明內容

為了解決上述技術所存在的不足之處，本發明提供了一種基于實測數據的風電機組偏航折減系數計算方法。

為了解決以上技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于實測數據的風電機組偏航折減系數計算方法，方法的步驟包括：

步驟S1、風電機組偏航系統故障檢測；風向與機艙角度的差值出現次數符合以0°為中軸線的正態分布時，風電機組偏航系統運行正常，機艙運動的目標方向為風的方向；若不成正態分布，則風電機組偏航系統運行故障，立即對偏航系統極性檢修；

步驟S2、風電機組SCADA數據處理；刪去風電機組SCADA數據中的壞數據點后，整理出SCADA數據的風速，風向角，功率，機艙位置角的時間序列，以這四項數據為基準進行對風數據的區分及功率曲線的擬合；

步驟S3、風電機組對風數據區分；確定一個固定的對風偏差值，以此對風偏差值作為界限，將總數據分隔為對風準確和對風不準確兩個數據組；

步驟S4、風電機組對風準確情況下功率曲線擬合；繪制對風準確情況下的功率-風速散點圖，并擬合為一條標準化的功率曲線，將數據序列分為多個間隔相等的數據域，計算每個數據域的平均風速和平均輸出功率；

步驟S5、風電機組偏航折減系數計算；根據每個數據域的平均輸出功率計算總電量；對于對風不準確條件下的每一個實測風速數據，對應兩個功率值：其中一個是實際功率值，從SCADA數據獲得；另外一個是通過擬合得到的對風準確條件下的理論功率值；將功率折算為電量后，兩者的差值即是因對風不準確而損失的電量，再計算其與總電量的比值就可以得到電量的偏航折減系數，如公式④所示：