[發明專利]一種提升風力發電機組發電量的方法

有效

• 申請號: 202110253733.6
• 申請日: 2021-03-09
• 公開（公告）號: CN113309661B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 章書成;李永戰;王利永;張磊;柴飛飛
• 申請（專利權）人: 明陽智慧能源集團股份公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;F03D7/00;F03D17/00;F03D9/25;G06F111/08;G06F113/06;G06F119/06
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 劉暢;馮炳輝

本發明公開了一種提升風力發電機組發電量的方法，通過數據分析得到機組最優功率曲線所處于的對風偏差區間，選取該區間中間值作為機艙風向標在初始校零基礎上的重新校正角度，以此來重新校正機艙風向標，從而優化機組功率曲線，進而提升單臺乃至全場機組的發電量，增加風電場的直接經濟效益。

技術領域

本發明涉及大型半直驅風機的技術領域，尤其是指一種提升風力發電機組發電量的方法。

背景技術

功率曲線用于描繪風電發電機組功率輸出與風速的關系，功率曲線越好代表機組性能越好，相應的發電量也就越多。

影響機組功率曲線的因素有多種，其中一個非常重要的因素就是來流風向與機頭朝向的偏差(對風偏差)的影響。如圖1所示，為風能損失隨對風偏差變化示意圖。理論上，當對風偏差為0°時，機組功率曲線最優，偏差越大，機組功率曲線越差。

目前，風電場機組在實際對風時存在一些不足和問題。

一般情況，風電場機組的風向標安裝在機艙機尾處，并且部分機組的風向標并未安裝在機艙中軸線上，而是偏左或者偏右。由于風向標受到機組尾流的影響以及安裝位置的影響，當風向標校零后風向讀數為0°時，風輪并未正對風而是與來流風向存在一定的偏差，即對風偏差不為0°，從而影響機組發電量。如圖2所示，為同一時間段內不同對風偏差對機組功率曲線影響的示意圖。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種提升風力發電機組發電量的方法，解決了由于風向標受到機組尾流的影響或安裝位置的影響，風機在實際運行過程中的發電量低于理論設計的問題。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種提升風力發電機組發電量的方法，包括以下步驟，

1)當機艙風向標初步校零后，通過風電場SCADA系統或大數據平臺集控系統采集風機的秒級數據，數據標簽點包括風速、風向、對北風向、空氣密度、電網有功功率、機組運行模式和限功率類別；

2)將連續的秒級數據分割為多個連續且相等時間的分割樣本，對每個分割樣本進行風速標準化，即將實際空氣密度下的風速轉化到合同空氣密度的風速，篩選出機組在并網且不限功率狀態下的樣本，根據篩選后的樣本繪制機組功率曲線，并且與合同功率曲線對比計算發電量考核值；

3)將篩選后的樣本按照標簽點風向即對風偏差區間進行歸類和統計，每一個對風偏差區間以整數為中心，區間寬度為設定寬度；對風偏差區間的平均值是所有落入該對風偏差區間的分割樣本的平均值，每個對風偏差區間的分割樣本歸類完成后，繪制各個對風偏差區間數據對應的功率曲線，并且與合同功率曲線對比計算功率曲線擬合度，從而找到最優功率曲線擬合度對應的對風偏差區間，記錄區間平均值即為風向需要重新校正的角度；

4)在機組控制面板的風向校正界面，以風向初步校零后的角度為基礎，風向重新校正步驟3)記錄的角度，并且記錄風向重新校正時間；

5)通過風電場SCADA系統或大數據平臺集控系統采集風機的風向重新校正后的秒級數據，數據標簽點包括風速、風向、對北風向、空氣密度、電網有功功率、機組運行模式和限功率類別；

6)將連續的秒級數據分割為多個連續且相等時間的分割樣本，對每個分割樣本進行風速標準化，即將實際空氣密度下的風速轉化到合同空氣密度的風速，篩選出機組在并網且不限功率狀態下的樣本，根據篩選后的樣本繪制機組功率曲線，并且與合同功率曲線對比計算發電量考核值，對比風向重新校正角度前后的發電量考核值，進而得出發電量的提升。

進一步，在步驟2)和步驟6)中，所篩選樣本數據庫覆蓋擴展的風速范圍，即從比機組切入風速低1m/s開始到額定功率85％對應風速的1.5倍；每個0.5m/s風速的bin區間至少包含3個分割樣本的采集數據，即至少包含30分鐘的采集數據，數據庫包含至少180小時的采集數據。