專利名稱：用于估計(jì)風(fēng)力渦輪機(jī)的可能功率輸出的系統(tǒng)、裝置和方法
用于估計(jì)風(fēng)カ渦輪機(jī)的可能功率輸出的系統(tǒng)、裝置和方法
背景技術(shù)：
本文描述的主旨大體上涉及操作風(fēng)カ渦輪機(jī)，并且更具體地涉及當(dāng)風(fēng)カ渦輪機(jī)在限制狀態(tài)運(yùn)行時(shí)確定一個(gè)或多個(gè)渦輪機(jī)的可能功率輸出。風(fēng)カ渦輪機(jī)利用風(fēng)能來發(fā)電或產(chǎn)生電力。多個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)可安裝在場地以形成風(fēng)電場。有吋，風(fēng)電場的運(yùn)營方可在電場中以限制操作水平(即，小于最大操作水平)操作風(fēng) カ渦輪機(jī)。例如，限制操作可以是必要的以滿足由風(fēng)電場所連接到的電網(wǎng)的運(yùn)營方所請求的最大功率輸出。風(fēng)電場運(yùn)營方可有權(quán)通過合同、法規(guī)或其他義務(wù)來補(bǔ)償由于限制引起的收益損失。因此，電網(wǎng)運(yùn)營方可希望準(zhǔn)確地估計(jì)這樣的損失收益。此外，風(fēng)電場運(yùn)營方可希望當(dāng)一個(gè)或多個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)在限制狀態(tài)運(yùn)行時(shí)確定用于產(chǎn)生功率的過剩能力的量。

發(fā)明內(nèi)容
在ー個(gè)方面，提供用于在計(jì)算風(fēng)カ渦輪機(jī)的可能功率輸出中使用的方法。該方法包括采集一系列性能數(shù)據(jù)樣本。每個(gè)性能數(shù)據(jù)樣本包括由與風(fēng)カ渦輪機(jī)關(guān)聯(lián)的ー個(gè)或多個(gè)傳感器在第一時(shí)間指示的氣象條件和功率輸出。由計(jì)算系統(tǒng)至少部分基于該一系列性能數(shù)據(jù)樣本計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)。該轉(zhuǎn)移函數(shù)將功率輸出與氣象條件相關(guān)。由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基于該轉(zhuǎn)移函數(shù)和由該ー個(gè)或多個(gè)傳感器在第二時(shí)間指示的至少ー個(gè)氣象條件計(jì)算可能功率輸出。在另ー個(gè)方面，提供用于在計(jì)算風(fēng)カ渦輪機(jī)的可能功率輸出中使用的裝置。該裝置包括傳感器接ロ，其配置成在多個(gè)第一時(shí)間從與風(fēng)カ渦輪機(jī)關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)傳感器接收操作條件和功率輸出。該裝置還包括存儲器裝置，其與該傳感器接ロ通信耦合并且配置成存儲一系列性能數(shù)據(jù)樣本，其包括操作條件和功率輸出。該裝置進(jìn)ー步包括處理器，其與該存儲器裝置通信耦合并且編程為用于至少部分基于該一系列性能數(shù)據(jù)樣本計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)(其將功率輸出與操作條件相關(guān))，以及基于該轉(zhuǎn)移函數(shù)和由該傳感器接ロ在第二時(shí)間接收的操作條件計(jì)算可能功率輸出。在再另ー個(gè)方面，提供一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其具有包含在其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。這些計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令當(dāng)其由至少ー個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)使該處理器至少部分基于一系列性能數(shù)據(jù)樣本計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)，其將風(fēng)カ渦輪機(jī)的功率輸出與氣象條件相關(guān)。 每個(gè)性能數(shù)據(jù)樣本包括當(dāng)在非限制狀態(tài)操作該風(fēng)カ渦輪機(jī)時(shí)指示的該風(fēng)カ渦輪機(jī)的功率輸出和該風(fēng)カ渦輪機(jī)的氣象條件。這些計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令進(jìn)ー步使該處理器至少部分基于該轉(zhuǎn)移函數(shù)和當(dāng)在限制狀態(tài)操作該風(fēng)カ渦輪機(jī)時(shí)指示的該風(fēng)カ渦輪機(jī)的氣象條件計(jì)算該風(fēng)カ渦輪機(jī)的可能功率輸出。


圖1是示范性風(fēng)カ渦輪機(jī)的透視圖。圖2是圖示用干與在圖1中示出的風(fēng)カ渦輪機(jī)一起使用的示范性風(fēng)カ渦輪機(jī)控制器的框圖。
圖3是圖示示范性計(jì)算裝置的框圖。圖4是圖示用于在確定ー個(gè)或多個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)(例如在圖1中示出的風(fēng)カ渦輪機(jī))的可能功率輸出中使用的示范性計(jì)算系統(tǒng)的框圖。圖5是用于在計(jì)算風(fēng)力渦輪機(jī)(例如在圖1中示出的風(fēng)カ渦輪機(jī)等)的可能功率輸出中使用的示范性方法的流程圖。圖6是圖示風(fēng)カ渦輪機(jī)(例如在圖1中示出的風(fēng)カ渦輪機(jī))的功率輸出關(guān)于風(fēng)速的曲線圖。圖7是用于確定在圖4中示出的風(fēng)カ渦輪機(jī)場地的實(shí)際功率輸出與可能功率輸出之間的差的示范性方法的流程圖。
具體實(shí)施例本文描述的實(shí)施例便于確定一個(gè)或多個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)的可能或潛在功率輸出與實(shí)際測量的功率輸出之間的差。可使用將功率輸出與ー個(gè)或多個(gè)操作條件相關(guān)的轉(zhuǎn)移函數(shù)計(jì)算可能功率輸出。操作條件無限制地包括，氣象條件、機(jī)械條件和可影響風(fēng)カ渦輪機(jī)功率輸出的任何其他因素。氣象條件可包括例如風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、空氣密度、濕度水平和/或氣壓。在示范性實(shí)施例中，當(dāng)風(fēng)カ渦輪機(jī)在正常、非限制狀態(tài)運(yùn)行時(shí)從采樣的數(shù)據(jù)創(chuàng)建轉(zhuǎn)移函數(shù)。該轉(zhuǎn)移函數(shù)可重復(fù)計(jì)算，使得該轉(zhuǎn)移函數(shù)反映功率輸出和操作條件之間的關(guān)系隨時(shí)間的變化。用于創(chuàng)建該轉(zhuǎn)移函數(shù)的相同的操作條件可結(jié)合該轉(zhuǎn)移函數(shù)使用以用于估計(jì)在限制狀態(tài)運(yùn)行的風(fēng)カ渦輪機(jī)的可能產(chǎn)生功率。因此，本文描述的實(shí)施例當(dāng)風(fēng)カ渦輪機(jī)受限制時(shí)能夠應(yīng)用可能功率計(jì)算，并且當(dāng)該風(fēng)カ渦輪機(jī)不受限制時(shí)能夠進(jìn)ー步估計(jì)和/或提高可能功率計(jì)算的準(zhǔn)確性。當(dāng)風(fēng)カ渦輪機(jī)不受限制時(shí)，預(yù)測和測量的功率輸出可都是可用的。此外，描述的方法可適用于風(fēng)電場內(nèi)的多個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)。本文描述的方法、系統(tǒng)和設(shè)備的示范性技術(shù)效果包括下列中的至少ー個(gè)(a)采集一系列性能數(shù)據(jù)樣本，其中這些多個(gè)性能數(shù)據(jù)樣本的每個(gè)性能數(shù)據(jù)樣本包括由與風(fēng)カ渦輪機(jī)關(guān)聯(lián)的ー個(gè)或多個(gè)傳感器在第一時(shí)間指示的操作條件和功率輸出；(b)至少部分基于該ー系列性能數(shù)據(jù)樣本計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)，其中該轉(zhuǎn)移函數(shù)將功率輸出與該操作條件相關(guān)；以及(c)基于該轉(zhuǎn)移函數(shù)和由該ー個(gè)或多個(gè)傳感器在第二時(shí)間指示的至少ー個(gè)操作條件計(jì)算可能功率輸出。圖1是示范性風(fēng)カ渦輪機(jī)100的透視圖。風(fēng)カ渦輪機(jī)100包括容置發(fā)電機(jī)(在圖 1中未示出)的機(jī)艙102。機(jī)艙102安裝在塔104(在圖1中僅示出塔104的一部分)上。 塔104可具有便于如本文描述的那樣便于操作風(fēng)カ渦輪機(jī)100的任何適合的高度。在示范性實(shí)施例中，風(fēng)カ渦輪機(jī)100還包括轉(zhuǎn)子106，其包括耦合于旋轉(zhuǎn)轂110的三個(gè)轉(zhuǎn)子葉片 108。備選地，風(fēng)カ渦輪機(jī)100可包括任何數(shù)量的轉(zhuǎn)子葉片108，其能夠如本文描述的那樣操作風(fēng)カ渦輪機(jī)100。在示范性實(shí)施例中，風(fēng)カ渦輪機(jī)100包括旋轉(zhuǎn)耦合于轉(zhuǎn)子106和發(fā)電機(jī)的變速箱(未示出)。在一些實(shí)施例中，風(fēng)カ渦輪機(jī)100包括一個(gè)或多個(gè)傳感器120和/或控制裝置 135(在圖2中示出)。傳感器120感測或檢測風(fēng)力渦輪機(jī)操作條件。例如，傳感器120可包括風(fēng)速和/或方向傳感器(例如，風(fēng)速計(jì))、周圍氣溫傳感器、空氣密度傳感器、大氣壓力傳感器、濕度傳感器、功率輸出傳感器、葉片槳距傳感器、渦輪機(jī)速度傳感器、變速比傳感器和/或任何適合與風(fēng)カ渦輪機(jī)100 —起使用的傳感器。每個(gè)傳感器120根據(jù)其功能而定位。例如，風(fēng)速計(jì)可安置在機(jī)艙102的外表面上，使得風(fēng)速計(jì)暴露于包圍風(fēng)カ渦輪機(jī)100的空氣。每個(gè)傳感器120產(chǎn)生并且傳送對應(yīng)于檢測的操作條件的ー個(gè)或多個(gè)信號。例如，風(fēng)速計(jì)傳送指示風(fēng)速和/或風(fēng)向的信號。此外每個(gè)傳感器120可例如連續(xù)地、定期地或僅ー 次地傳送信號，但也預(yù)想其他信號定時(shí)?？刂蒲b置135配置成控制風(fēng)力渦輪機(jī)100的操作并且可無限制地包括制動器、繼電器、馬達(dá)、螺線管和/或伺服機(jī)構(gòu)?？刂蒲b置135可調(diào)節(jié)風(fēng)力渦輪機(jī)100的物理配置，例如轉(zhuǎn)子葉片108的槳距角和/或機(jī)艙102或轉(zhuǎn)子106相對于塔104的取向。圖2是圖示用于與風(fēng)力渦輪機(jī)100 —起使用的示范性風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200的框圖。風(fēng)カ渦輪機(jī)控制器200包括用于執(zhí)行指令的處理器205和配置成存儲例如計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令和操作條件等數(shù)據(jù)的存儲器裝置210。風(fēng)カ渦輪機(jī)控制器200還包括通信接ロ 215。通信接ロ 215配置成與ー個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程裝置、例如另ー個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)控制器200和/或計(jì)算裝置(在圖3中示出)等信號通信而耦合。在一些實(shí)施例中，風(fēng)カ渦輪機(jī)控制器200包括一個(gè)或多個(gè)傳感器接ロ 220。傳感器接ロ 220配置成通信地耦合于一個(gè)或多個(gè)傳感器120 (例如第一傳感器125和第二傳感器 130)并且可配置成從每個(gè)傳感器120接收ー個(gè)或多個(gè)信號。傳感器接ロ 220便于監(jiān)測和/ 或操作風(fēng)カ渦輪機(jī)100。例如，風(fēng)カ渦輪機(jī)控制器200可基于由傳感器120提供的信號監(jiān)測風(fēng)カ渦輪機(jī)100的操作條件(例如，風(fēng)速、風(fēng)向、轉(zhuǎn)子速度和/或功率輸出)。存儲器裝置 210可配置成存儲這些操作條件。例如，操作條件的歷史可存儲在存儲器裝置210中。在一些實(shí)施例中，風(fēng)カ渦輪機(jī)200還包括控制接ロ 225，其配置成通信地耦合于一個(gè)或多個(gè)控制裝置135，例如第一控制裝置140和第二控制裝置145。在一個(gè)實(shí)施例中，風(fēng)カ 渦輪機(jī)控制接ロ 225配置成操作控制裝置135，其包括制動器以防止轉(zhuǎn)子106(在圖1中示出)旋轉(zhuǎn)。另外或備選地，風(fēng)カ渦輪機(jī)控制接ロ 225可操作控制裝置135，其包括葉片槳距伺服機(jī)構(gòu)以將ー個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)子葉片108(在圖1中示出)調(diào)整到期望和/或預(yù)定槳距。該制動器和該葉片槳距伺服機(jī)構(gòu)可由相同的控制裝置135或第一控制裝置135和第二控制裝置135操作。在一些實(shí)施例中，風(fēng)カ渦輪機(jī)控制器200配置成操作控制裝置135以實(shí)現(xiàn)期望的噪聲水平和/或期望的功率輸出。例如，可在限制狀態(tài)通過調(diào)整葉片槳距以減小功率輸出來操作風(fēng)カ渦輪機(jī)100。圖3是圖示示范性計(jì)算裝置300的框圖。計(jì)算裝置300包括用于執(zhí)行指令的處理器305。在一些實(shí)施例中，可執(zhí)行指令存儲在存儲器裝置310中。存儲器裝置310是允許存儲并且檢索例如可執(zhí)行指令和/或其他數(shù)據(jù)等信息的任何裝置。在一些實(shí)施例中，計(jì)算裝置300包括用于向用戶320演示信息的至少ー個(gè)演示裝置315。演示裝置315是能夠向用戶520傳達(dá)信息的任何部件。演示裝置315可無限制地包括顯示裝置(例如，液晶顯示器(LCD)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器或“電子墨水”顯示器)和/或音頻輸出裝置(例如，揚(yáng)聲器或耳機(jī))。在一些實(shí)施例中，演示裝置315包括輸出適配器，例如視頻適配器和/或音頻適配器。輸出適配器操作地耦合于處理器505并且配置成操作地耦合于輸出裝置，例如顯示裝置或音頻輸出裝置。在一些實(shí)施例中，演示裝置315配置成向用戶320演示例如一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)100(在圖1中示出)的可能和/或?qū)嶋H功率輸出等信息。在一些實(shí)施例中，計(jì)算裝置300包括用于從用戶320接收輸入的輸入裝置325。輸入裝置325可包括例如鍵盤、指點(diǎn)裝置、鼠標(biāo)、觸筆，觸敏面板板(如，觸摸板或觸摸屏)、陀螺儀、加速計(jì)、位置探測器和/或音頻輸入裝置。例如觸摸屏等單個(gè)部件可起到演示裝置315的輸出裝置和輸入裝置325兩種的作用。計(jì)算裝置300還包括通信接口 330，其配置成通信地耦合于一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200和/或一個(gè)或多個(gè)其他計(jì)算裝置300。例如計(jì)算機(jī)可讀指令存儲在存儲器裝置310中，計(jì)算機(jī)可讀指令用于計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)(其將功率輸出與一個(gè)或多個(gè)操作條件相關(guān))、計(jì)算可能功率輸出、經(jīng)由演示裝置315向用戶320提供用戶界面和/或接收并且處理來自輸入裝置325的輸入。另外或備選地，存儲器裝置310可配置成存儲操作條件、功率輸出測量、轉(zhuǎn)移函數(shù)和/或適合與本文描述的方法一起使用的任何其他數(shù)據(jù)。圖4是圖示用于在確定一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)100的可能功率輸出中使用的示范性計(jì)算系統(tǒng)400的框圖。系統(tǒng)400包括網(wǎng)絡(luò)405。例如，網(wǎng)絡(luò)405可無限制地包括因特網(wǎng)、局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、無線LAN(WLAN)、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)和/或虛擬專用網(wǎng)(VPN)。在示范性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)場地410包括多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)100，其中每個(gè)包括風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200。例如場地監(jiān)測器415等一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置300 (在圖3中示出)配置成經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)405與風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200信號通信而耦合。在示范性實(shí)施例中，場地監(jiān)測器415安置在風(fēng)力渦輪機(jī)場地410處。備選地，場地監(jiān)測器415可安置在風(fēng)力渦輪機(jī)場地410外部。例如，場地監(jiān)測器415可通信地耦合于多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)場地410處的風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200并且可與其交互。場地監(jiān)測器415和風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200的每個(gè)包括處理器，如在圖2和3中示出的。處理器可包括處理單元，例如但不限于集成電路(IC)、專用集成電路(ASIC)、微型計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)和/或任何其他可編程電路。處理器可包括多個(gè)處理單元(例如，采用多核配置)。場地監(jiān)測器415和風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200的每個(gè)能配置成通過對對應(yīng)的處理器編程來進(jìn)行本文描述的操作。例如，處理器可通過將操作編碼為一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行指令并且將該可執(zhí)行指令提供給耦合于處理器的存儲器裝置(同樣在圖2和3中示出)中的處理器來編程。存儲器裝置可無限制地包括一個(gè)或多個(gè)隨機(jī)存取存儲器(RAM)裝置、一個(gè)或多個(gè)存儲裝置和/或一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)操作條件傳感器420與場地監(jiān)測器415和/或風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200(例如，經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)40 通信耦合。操作條件傳感器420配置成指示操作條件，例如對應(yīng)的地理位置的氣象條件。例如，操作條件傳感器420可配置成指示風(fēng)速和/或風(fēng)向。操作條件傳感器420可脫離風(fēng)力渦輪機(jī)100安置以便于減小風(fēng)力渦輪機(jī)100對由操作條件傳感器420指示的操作條件的干擾。例如，風(fēng)力渦輪機(jī)100可影響氣流并且因此影響風(fēng)力渦輪機(jī)100附近的風(fēng)速。另外或備選地，可假設(shè)由風(fēng)力渦輪機(jī)100對測量的操作條件的干擾是相對一致的，使得本文描述的方法沒有受到這樣的干擾的不利影響。圖5是用于在計(jì)算風(fēng)力渦輪機(jī)的可能功率輸出中使用的示范性方法500的流程圖。圖6是圖示風(fēng)力渦輪機(jī)的功率輸出關(guān)于風(fēng)速的曲線圖600。
參照圖4和5，在示范性實(shí)施例中，對風(fēng)力渦輪機(jī)確定505參考轉(zhuǎn)移函數(shù)。該參考轉(zhuǎn)移函數(shù)可基于與第一風(fēng)力渦輪機(jī)相似的一個(gè)或多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)100實(shí)驗(yàn)性地確定505。例如，可基于具有相同的模型設(shè)計(jì)和/或相似或等同的部件而認(rèn)為風(fēng)力渦輪機(jī)100為相似的。參考轉(zhuǎn)移函數(shù)代表風(fēng)力渦輪機(jī)100的操作條件(例如，例如風(fēng)速等氣象條件)和功率輸出之間的預(yù)期關(guān)系。還參照圖6，參考功率曲線605圖示風(fēng)速和功率輸出之間的預(yù)期關(guān)系。在運(yùn)行中，風(fēng)力渦輪機(jī)100的功率輸出可由于例如風(fēng)速測量誤差、渦輪機(jī)制造變差和場地特定的條件(本地地理)等各種因素而偏離參考功率曲線605。例如空氣密度、溫度和渦流等風(fēng)力條件也可使風(fēng)速和功率輸出之間的實(shí)際關(guān)系隨時(shí)間變化。因此，方法500便于創(chuàng)建自適應(yīng)轉(zhuǎn)移函數(shù)，其中參數(shù)從觀察的數(shù)據(jù)中來估計(jì)。在示范性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200采集510 —系列性能數(shù)據(jù)樣本。每個(gè)性能數(shù)據(jù)樣本包括操作條件(例如，測量的風(fēng)速，以米/秒計(jì))和功率輸出(例如，以千瓦計(jì))。該操作條件和該功率輸出與時(shí)間關(guān)聯(lián)，在該時(shí)間處，值由傳感器120指示。性能數(shù)據(jù)樣本由曲線圖600中的數(shù)據(jù)點(diǎn)610表示。在一些實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200過濾515性能數(shù)據(jù)樣本。例如，風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200可識別統(tǒng)計(jì)異常值，例如離均值超過預(yù)定數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)偏差(例如，3或5)的操作條件值，并且/或可識別超出預(yù)定范圍的不合理的值(例如，風(fēng)速低于0米/秒或高于20米/秒)。這樣的統(tǒng)計(jì)異常值和不合理的值可從采集的性能數(shù)據(jù)樣本中過濾515并且忽略。風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200至少部分基于性能數(shù)據(jù)樣本計(jì)算520轉(zhuǎn)移函數(shù)。該轉(zhuǎn)移函數(shù)代表風(fēng)力渦輪機(jī)性能的模型并且將功率輸出與包括在性能數(shù)據(jù)樣本中的操作條件相關(guān)。在示范性實(shí)施例中，Vi和Pi分別是在時(shí)間實(shí)例i的風(fēng)速和功率輸出測量。參考轉(zhuǎn)移函數(shù)適用于風(fēng)速以獲得功率輸出h的中間預(yù)測，如在方程1中示出的。ki = f(Vi)(方程 1)在方程1中，f ()代表由風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200確定505的參考轉(zhuǎn)移函數(shù)。功率輸出可使用方程2由線性回歸模型估計(jì)。Pi =Gi^biUi(方程 2 )(方程 2)在方程2中，義是Pi的估計(jì)(或預(yù)計(jì))值。 和、是在時(shí)間實(shí)例i末尾從數(shù)據(jù)估計(jì)的回歸參數(shù)值。實(shí)際上，修正的功率曲線模型可代表參考轉(zhuǎn)移函數(shù)，其中具有對通用估計(jì)的特定渦輪機(jī)的線性校正。在一個(gè)實(shí)施例中，模型參數(shù)初始化為默認(rèn)值，= 0并且Idci =1。如觀察的或傳感器指示的，數(shù)據(jù)變成可用，風(fēng)力渦輪機(jī)控制器200更新a和b參數(shù)值，從而有效地獲悉對于對應(yīng)的風(fēng)力渦輪機(jī)100特定的轉(zhuǎn)移函數(shù)。參數(shù)可由在線更新方程估計(jì)，如下文描述的。在示范性實(shí)施例中，Vl、v2、"'ViHW1^npp1V '"PiH^Pn分別代表在時(shí)間實(shí)例1、2、…i…和η的風(fēng)速和功率輸出測量。風(fēng)速使用參考轉(zhuǎn)移函數(shù)轉(zhuǎn)化成通用功率輸出估計(jì)k!>k2,…lv、kn，如在方程1中示出的。根據(jù)線性回歸方程，在η時(shí)間實(shí)例末尾，參數(shù)值％和bn可使用最小二乘解估計(jì)，如在方程3和4中示出的。
權(quán)利要求
1.一種用于在計(jì)算風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的可能功率輸出中使用的裝置，所述裝置包括 傳感器接ロ 020)，其配置成在多個(gè)第一時(shí)間從與風(fēng)カ渦輪機(jī)關(guān)聯(lián)的ー個(gè)或多個(gè)傳感器接收操作條件和功率輸出；存儲器裝置O10)，其與所述傳感器接ロ通信耦合并且配置成存儲一系列性能數(shù)據(jù)樣本，其包括操作條件和功率輸出；和處理器005)，其與所述存儲器裝置通信耦合并且編程為用于 至少部分基于所述一系列性能數(shù)據(jù)樣本計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)，其將功率輸出與所述操作條件相關(guān)；并且基于所述轉(zhuǎn)移函數(shù)和由所述傳感器接ロ在第二時(shí)間接收的操作條件計(jì)算可能功率輸JJLJ ο
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理器(205)編程為用于通過計(jì)算將功率輸出與至少ー個(gè)氣象條件相關(guān)的轉(zhuǎn)移函數(shù)而計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理器(205)編程為用于至少部分通過對所述多個(gè)數(shù)據(jù)樣本的每個(gè)性能數(shù)據(jù)樣本基于所述性能數(shù)據(jù)樣本的使用期進(jìn)行加權(quán)而計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述處理器(205)編程為用于至少部分基于對應(yīng)于在非限制狀態(tài)操作所述風(fēng)カ渦輪機(jī)(100)的第一時(shí)間的性能數(shù)據(jù)樣本來計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其中所述處理器(205)編程為用于基于在限制狀態(tài)操作所述風(fēng)カ渦輪機(jī)(100)的第二時(shí)間接收的操作條件計(jì)算所述可能功率輸出。
6.如權(quán)利要求9所述的裝置，其進(jìn)ー步包括通信接ロ015)，其耦合于所述處理器 (205)并且配置成傳送所述可能功率輸出到場地監(jiān)測器G15)，其中所述場地監(jiān)測器至少部分基于傳送的可能功率輸出對場地(410)中的多個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)(100)計(jì)算總可能功率輸出ο
7.一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其具有包含在其上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，其中所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令當(dāng)其由至少ー個(gè)處理器(20 執(zhí)行時(shí)使至少ー個(gè)處理器用于至少部分基于一系列性能數(shù)據(jù)樣本計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)，其將風(fēng)カ渦輪機(jī)(100)的功率輸出與氣象條件相關(guān)，其中所述一系列性能數(shù)據(jù)樣本的每個(gè)性能數(shù)據(jù)樣本包括當(dāng)在非限制狀態(tài)操作所述風(fēng)カ渦輪機(jī)時(shí)指示的所述風(fēng)カ渦輪機(jī)的功率輸出和所述風(fēng)カ渦輪機(jī)的氣象條件； 和至少部分基于所述轉(zhuǎn)移函數(shù)和當(dāng)在限制狀態(tài)操作所述風(fēng)カ渦輪機(jī)時(shí)指示的所述風(fēng)カ 渦輪機(jī)的氣象條件來計(jì)算所述風(fēng)カ渦輪機(jī)的可能功率輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的ー個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令當(dāng)其由所述處理器(20 執(zhí)行時(shí)進(jìn)ー步使所述處理器計(jì)算所述風(fēng)カ渦輪機(jī)的所述可能功率輸出與所述風(fēng)カ渦輪機(jī)的指示功率輸出之間的差。
9.如權(quán)利要求7所述的ー個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令當(dāng)其由所述處理器(20 執(zhí)行時(shí)進(jìn)ー步使所述處理器用于至少部分基于對應(yīng)于每個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)的一系列性能數(shù)據(jù)樣本計(jì)算與多個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī) (100)的每個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)移函數(shù)；以及至少部分基干與所述風(fēng)カ渦輪機(jī)關(guān)聯(lián)的所述轉(zhuǎn)移函數(shù)和當(dāng)在限制狀態(tài)操作所述風(fēng)カ渦輪機(jī)時(shí)指示的氣象條件來計(jì)算每個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)的可能功率輸出。
10.如權(quán)利要求9所述的ー個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令當(dāng)其由所述處理器(20 執(zhí)行時(shí)進(jìn)ー步使所述處理器基于每個(gè)風(fēng)カ渦輪機(jī)(100)的計(jì)算的可能功率輸出來計(jì)算總可能功率輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于估計(jì)風(fēng)力渦輪機(jī)的可能功率輸出的系統(tǒng)、裝置和方法。提供一種用于在計(jì)算風(fēng)力渦輪機(jī)(100)的可能功率輸出中使用的裝置。該裝置包括傳感器接口(220)，其配置成在多個(gè)第一時(shí)間從與風(fēng)力渦輪機(jī)關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)傳感器接收操作條件和功率輸出；存儲器裝置(210)，其與該傳感器接口通信耦合并且配置成存儲一系列性能數(shù)據(jù)樣本，其包括操作條件和功率輸出；處理器(205)，其與該存儲器裝置通信耦合并且編程為用于至少部分基于該一系列性能數(shù)據(jù)樣本計(jì)算轉(zhuǎn)移函數(shù)(其將功率輸出與操作條件相關(guān))，以及基于該轉(zhuǎn)移函數(shù)和由該傳感器接口在第二時(shí)間接收的操作條件來計(jì)算可能功率輸出。
文檔編號G06F19/00GK102562459SQ20111042095
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者M·A·莫賈里亞, V·古賈 申請人:通用電氣公司