風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置，包括：第一均值模塊，每隔預(yù)定時間間隔T對風(fēng)速儀測量的風(fēng)速值和功率測量裝置測量的輸出功率值分別計算平均值；第二均值模塊，以1m/s為步長對每個步長段內(nèi)的平均風(fēng)速值和平均輸出功率值再求平均值，得到每個步長段內(nèi)的一個二次平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的二次平均輸出功率值；功率曲線生成模塊，建立風(fēng)速值-風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率值坐標(biāo)系，在該坐標(biāo)系中作出多個二次平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的二次平均輸出功率值數(shù)據(jù)點(diǎn)并順序連線后得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線。本發(fā)明提供的該裝置能根據(jù)實(shí)時風(fēng)速和實(shí)際輸出功率得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線圖。
【專利說明】風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能是一種清潔的可再生能源。作為風(fēng)能利用的主要形式，風(fēng)力發(fā)電是目前技術(shù)最成熟、最具規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景的可再生能源發(fā)電方式之一。由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線是衡量風(fēng)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平的最佳標(biāo)尺，所以對風(fēng)電機(jī)組功率曲線的分析研究十分重要，它與風(fēng)電場的經(jīng)濟(jì)效益密切相關(guān)。
[0003]在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的整體參數(shù)設(shè)計階段，可以利用功率曲線來檢驗(yàn)風(fēng)輪性能的優(yōu)劣，預(yù)測機(jī)組的總體性能，而且發(fā)電機(jī)的選擇、傳動系統(tǒng)的效率以及控制系統(tǒng)的設(shè)計都將圍繞功率曲線來進(jìn)行，功率曲線的設(shè)計是機(jī)組整體設(shè)計的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，它確定了機(jī)組的主要運(yùn)行參數(shù)一切入風(fēng)速、切出風(fēng)速、額定功率和額定風(fēng)速；額定風(fēng)速太高，機(jī)組將很少達(dá)到額定功率，傳動系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)的成本將會偏高，提高了發(fā)電成本；額定風(fēng)速過低，風(fēng)輪及其相關(guān)部件的成本相對于發(fā)電量也會顯得過高。同時，功率曲線還體現(xiàn)了機(jī)組的的運(yùn)行方式和控制策略，可以根據(jù)不同的運(yùn)行條件來調(diào)整控制策略，使機(jī)組的功率曲線得到優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)發(fā)電量最大的目的。
[0004]按照IEC61400-12標(biāo)準(zhǔn)的定義，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線是機(jī)組輸出功率隨IOmin平均風(fēng)速變化的關(guān)系曲線，通過實(shí)際測試的方式得到。這種測試得到的功率曲線具有地域性，是針對具體的風(fēng)場而言，即:當(dāng)將同一風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用于其他位置的風(fēng)場時，需要對其在上一風(fēng)場所測得的功率曲線進(jìn)行修正。由于自然風(fēng)風(fēng)速、風(fēng)向變化的不確定性，尤其是山區(qū)地形的復(fù)雜性，使得準(zhǔn)確測試風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線有較多困難。目前，風(fēng)電場缺少對實(shí)際功率曲線的計算分析方法，大多采用風(fēng)機(jī)監(jiān)控自帶的功能，而監(jiān)控后臺顯示的功率曲線大多不準(zhǔn)確，精度較低。此外，目前也沒有能夠根據(jù)實(shí)際風(fēng)速得知風(fēng)力發(fā)電機(jī)組理論發(fā)電量的計算方法。
[0005]因此，需要一種能夠有效獲取當(dāng)前風(fēng)電場的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線的方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中無法有效獲取當(dāng)前風(fēng)電場的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的實(shí)際功率曲線的問題。本發(fā)明提供的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置能夠根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電場的實(shí)時風(fēng)速和實(shí)際功率得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線圖。
[0007]本發(fā)明提供的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置，包括:風(fēng)速儀，用于實(shí)時測量風(fēng)速值并將其實(shí)時發(fā)送至第一均值模塊；功率測量裝置，用于實(shí)時測量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率值并將其實(shí)時發(fā)送至第一均值模塊；第一均值模塊，存儲收到的實(shí)時風(fēng)速值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率值，并每隔預(yù)定時間間隔T對最近一次時間間隔T內(nèi)收到的若干個風(fēng)速值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率值分別計算平均值，得到最近一次時間間隔T內(nèi)的平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均輸出功率值并將其發(fā)送給第二均值模塊；第二均值模塊，用于存儲收到的每個平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均輸出功率值，將當(dāng)前自身所存儲的所有平均風(fēng)速值從O至M以lm/s為步長分為M組，并將每組中的所有平均風(fēng)速值求平均值得到M個二次平均風(fēng)速值，同時將每組的所有平均風(fēng)速值分別對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均輸出功率值求平均值得到M個分別對應(yīng)于每個二次平均風(fēng)速值的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的二次平均輸出功率值；所述第二均值模塊還將得到的每個二次平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的二次平均輸出功率值發(fā)送給功率曲線生成模塊；其中，所述M為預(yù)先設(shè)置的平均風(fēng)速值取值上限；功率曲線生成模塊，用于以“風(fēng)速值”和“風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率值”分別為橫、縱坐標(biāo)建立風(fēng)速值-風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率值坐標(biāo)系，將收到的每個二次平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的二次平均輸出功率值作為所述風(fēng)速值-風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率值坐標(biāo)系中的一個數(shù)據(jù)點(diǎn)作出，并將作出的M個數(shù)據(jù)點(diǎn)按風(fēng)速大小順序連線后得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線。[0008]優(yōu)選地，所述時間間隔T為10分鐘。[0009]優(yōu)選地，所述風(fēng)速儀實(shí)時測量大于等于3m/s的風(fēng)速值。[0010]優(yōu)選地，所述功率測量裝置實(shí)時測量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率值為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出有功功率值。[0011]優(yōu)選地，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置還包括功率一致性系數(shù)計算模塊，所述功率一致性系數(shù)計算模塊分別與所述第一均值模塊和所述功率曲線生成模塊連接；所述第一均值模塊將一定時間間隔內(nèi)得到的η個平均風(fēng)速值T(T)1，…，巧7)?及其所對應(yīng)的η個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均輸出功率值可^，-.P(P)n發(fā)送給所述功率一致性系數(shù)計算模塊；所述功率曲線生成模塊向所述功率一致性系數(shù)計算模塊提供當(dāng)前生成的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線；所述功率一致性系數(shù)計算模塊根據(jù)所述第一均值模塊提供的η個平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均輸出功率值，確定出所述第一均值模塊提供的每個平均風(fēng)速值在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線上對應(yīng)的曲線功率P(t)/，并將功率一致性系數(shù)α定義為:
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置，其特征在于，包括: 風(fēng)速儀，用于實(shí)時測量風(fēng)速值并將其實(shí)時發(fā)送至第一均值模塊； 功率測量裝置，用于實(shí)時測量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率值并將其實(shí)時發(fā)送至第一均值模塊； 第一均值模塊，存儲收到的實(shí)時風(fēng)速值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率值，并每隔預(yù)定時間間隔T對最近一次時間間隔T內(nèi)收到的若干個風(fēng)速值和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率值分別計算平均值，得到最近一次時間間隔T內(nèi)的平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均輸出功率值并將其發(fā)送給第二均值模塊； 第二均值模塊，用于存儲收到的每個平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均輸出功率值，將當(dāng)前自身所存儲的所有平均風(fēng)速值從O至M以lm/s為步長分為M組，并將每組中的所有平均風(fēng)速值求平均值得到M個二次平均風(fēng)速值，同時將每組的所有平均風(fēng)速值分別對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均輸出功率值求平均值得到M個分別對應(yīng)于每個二次平均風(fēng)速值的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的二次平均輸出功率值；所述第二均值模塊還將得到的每個二次平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的二次平均輸出功率值發(fā)送給功率曲線生成模塊；其中，所述M為預(yù)先設(shè)置的平均風(fēng)速值取值上限； 功率曲線生成模塊，用于以“風(fēng)速值”和“風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率值”分別為橫、縱坐標(biāo)建立風(fēng)速值-風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率值坐標(biāo)系，將收到的每個二次平均風(fēng)速值及其所對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的二次平均輸出功率值作為所述風(fēng)速值-風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率值坐標(biāo)系中的一個數(shù)據(jù)點(diǎn)作出，并將作出的M個數(shù)據(jù)點(diǎn)按風(fēng)速大小順序連線后得到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置，其特征在于，所述預(yù)定時間間隔T為10分鐘。
3.如權(quán)利要求2所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置，其特征在于，所述風(fēng)速儀實(shí)時測量大于等于3m/s的風(fēng)速值。
4.如權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置，其特征在于，所述功率測量裝置實(shí)時測量的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率值為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出有功功率值。
5.如權(quán)利要求4所述的一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線獲取裝置，其特征在于，該裝置還包括功率一致性系數(shù)計算模塊，所述功率一致性系數(shù)計算模塊分別與所述第一均值模塊和所述功率曲線生成模塊連接； 所述第一均值模塊將一定時間間隔內(nèi)得到的η個平均風(fēng)速值^1，…，及其所對應(yīng)的η個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的平均輸出功率值@i，…，Wl,發(fā)送給所述功率一致性系數(shù)計算模塊； 所述功率曲線生成模塊向所述功率一致性系數(shù) 計算模塊提供當(dāng)前生成的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線； 所述功率一致性系數(shù)計算模塊根據(jù)所述第一均值模塊提供的η個平均風(fēng)速值，確定出所述第一均值模塊提供的每個平均風(fēng)速值在所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線上對應(yīng)的曲線功率P(t)/，采用下式計算將功率一致性系數(shù)α:
【文檔編號】F03D9/00GK103557117SQ201310582922
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月19日
【發(fā)明者】劉玉龍, 林晨 申請人:大唐山東清潔能源開發(fā)有限公司