[發明專利]基于風功率預測測風塔的風電機組功率曲線驗證方法

有效

• 申請號: 202110815758.0
• 申請日: 2021-07-19
• 公開（公告）號: CN113626990B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 蘇中瑩;高韜深;李詩峰;曹勝平;蘇鳳宇;吳國娟;聶亦佳;李少杰;王湛
• 申請（專利權）人: 許昌許繼風電科技有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;H02J3/38;G06F113/08;G06F113/06
• 代理公司: 北京中創云知識產權代理事務所(普通合伙) 11837
• 代理人: 徐輝

1.一種基于風功率預測測風塔的風電機組功率曲線驗證方法，其特征在于，包括：

（1）選擇一組被驗證功率曲線的待驗證風電機組、風功率預測測風塔以及參考風電機組；

（2）確定待驗證風電機組及風功率預測測風塔之間的地形偏差是否滿足偏差要求，包括：計算地形的最大斜率，地形偏離平面的最大偏差；如果最大斜率小于3%，且最大偏差小于1/3(H-0.5D₁)，則滿足偏差要求，否則不滿足偏差要求，其中H為待驗證風電機組輪轂高度，待驗證風電機組葉輪直徑；如果滿足，則進入步驟（3），否則返回步驟（1）重新選擇待驗證風電機組；

（3）計算風功率預測測風塔10分鐘風速與風向，包括：

3.1將60分鐘時限內間隔5分鐘風速數據進行統計，獲得5分鐘時間間隔風電機組輪轂高度處風速的均值；

計算得到60分鐘時限內10分鐘風速，第p個樣本風速值為：

與表示第2i與2i-1個5分鐘時間間隔風電機組輪轂高度處風速的均值，其中1≤i≤6，1≤P≤6自然數；

3.2根據風功率預測測風塔記錄5分鐘風向，計算60分鐘時限內第p個樣本的風向：

其中，為第2i與2i-1個樣本風速矢量的模，即風速值，為風在東-西方向的平均風速，為風在南-北方向的平均風速，與表示第2i與2i-1個5分鐘時間間隔風電機組輪轂高度處風向；

3.3將60分鐘時限內風速數據、風向數據與時間序列數值進行匯總，得到一系列包含時間序列、10分鐘風速及風向數據集；

（4）導出風電場Scada數據庫記錄的被驗證功率曲線的風電機組的10分鐘功率、風向數據及其對應時間序列數據集，并選擇與步驟（3）同時間段的10分鐘功率和風向數據；

（5）計算風功率預測測風塔與被驗證功率曲線的風電機組的風速影響扇區，僅保留不受影響扇區的風速與風向數據，不受影響扇區的10分鐘功率和風向數據，包括：

5.1計算待驗證風電機組受參考風電機組影響扇區，計算風功率預測測風塔受參考風電機組影響扇區：

其中表示待驗證風電機組的葉輪直徑，參考風電機組葉輪直徑也為；L₁₂為參考風電機組與待驗證風電機組間距離；為參考風電機組與風功率預測測風塔間距離；

5.2在[0°-360°]風向區間，以風向為原則進行數據篩選，刪除受參考風電機組影響扇區內的功率數據及其對應的時間序列，保留不受影響扇區10分鐘功率、風向數據及對應時間序列數據，記為，

5.3在[0°-360°]風向區間，以風向為原則進行區間篩選，算出受影響風向扇區內的風速與風向數據，僅保留不用影響扇區風速與風向數據，記為，

5.4選取不受影響扇區與數據的交集，并且，該交集數據滿足同一個時間段，記為不受影響扇區對應風速；形成風速、風向、功率及時間序列的數據集合；

（6）基于步驟（5）獲得的不受影響扇區的風速數據，計算被驗證功率曲線的風電機組的湍流強度值，由湍流強度值計算被驗證功率曲線的風電機組每個風速下的衰減因子；由衰減因子計算得到被驗證功率曲線的風電機組自由風速；

（7）由步驟（5）獲得的不受影響扇區的10分鐘功率和風向數據與步驟（6）獲得的被驗證功率曲線的風電機組自由風速，獲得自由風速與10分鐘功率的對應數據集，驗證被驗證功率曲線的風電機組的功率曲線。

2.根據權利要求1所述的基于風功率預測測風塔的風電機組功率曲線驗證方法，其特征在于，步驟（6）中基于步驟（5）獲得的不受影響扇區的風速數據，計算被驗證功率曲線的風電機組的湍流強度值，包括：

其中表示風機機位處的環境湍流強度值，表示設定10分鐘時間段內風電機組風速的標準偏差，表示設定10分鐘內風電機組輪轂高度處風速的均值，表示10分鐘內的第t個數據的風電機組輪轂高度處風速值，N為10分鐘內秒級數據總樣本數量，N=600，j，t為自然數。

3.根據權利要求2所述的基于風功率預測測風塔的風電機組功率曲線驗證方法，其特征在于，由湍流強度值計算被驗證功率曲線的風電機組每個風速下的衰減因子，包括：

其中為被驗證功率曲線風電機組與風功率預測測風塔間距離，?為被驗證功率曲線風電機組推力系數。