[发明专利]用于估计风力涡轮机的可能功率输出的系统、装置和方法

说明书

背景技术

本文描述的主旨大体上涉及操作风力涡轮机，并且更具体地涉及当风力涡轮机在限制状态运行时确定一个或多个涡轮机的可能功率输出。

风力涡轮机利用风能来发电或产生电力。多个风力涡轮机可安装在场地以形成风电场。有时，风电场的运营方可在电场中以限制操作水平(即，小于最大操作水平)操作风力涡轮机。例如，限制操作可以是必要的以满足由风电场所连接到的电网的运营方所请求的最大功率输出。

风电场运营方可有权通过合同、法规或其他义务来补偿由于限制引起的收益损失。因此，电网运营方可希望准确地估计这样的损失收益。此外，风电场运营方可希望当一个或多个风力涡轮机在限制状态运行时确定用于产生功率的过剩能力的量。

发明内容

在一个方面，提供用于在计算风力涡轮机的可能功率输出中使用的方法。该方法包括采集一系列性能数据样本。每个性能数据样本包括由与风力涡轮机关联的一个或多个传感器在第一时间指示的气象条件和功率输出。由计算系统至少部分基于该一系列性能数据样本计算转移函数。该转移函数将功率输出与气象条件相关。由计算机系统基于该转移函数和由该一个或多个传感器在第二时间指示的至少一个气象条件计算可能功率输出。

在另一个方面，提供用于在计算风力涡轮机的可能功率输出中使用的装置。该装置包括传感器接口，其配置成在多个第一时间从与风力涡轮机关联的一个或多个传感器接收操作条件和功率输出。该装置还包括存储器装置，其与该传感器接口通信耦合并且配置成存储一系列性能数据样本，其包括操作条件和功率输出。该装置进一步包括处理器，其与该存储器装置通信耦合并且编程为用于至少部分基于该一系列性能数据样本计算转移函数(其将功率输出与操作条件相关)，以及基于该转移函数和由该传感器接口在第二时间接收的操作条件计算可能功率输出。

在再另一个方面，提供一个或多个计算机可读存储介质，其具有包含在其上的计算机可执行指令。这些计算机可执行指令当其由至少一个处理器执行时使该处理器至少部分基于一系列性能数据样本计算转移函数，其将风力涡轮机的功率输出与气象条件相关。每个性能数据样本包括当在非限制状态操作该风力涡轮机时指示的该风力涡轮机的功率输出和该风力涡轮机的气象条件。这些计算机可执行指令进一步使该处理器至少部分基于该转移函数和当在限制状态操作该风力涡轮机时指示的该风力涡轮机的气象条件计算该风力涡轮机的可能功率输出。

附图说明

图1是示范性风力涡轮机的透视图。

图2是图示用于与在图1中示出的风力涡轮机一起使用的示范性风力涡轮机控制器的框图。

图3是图示示范性计算装置的框图。

图4是图示用于在确定一个或多个风力涡轮机(例如在图1中示出的风力涡轮机)的可能功率输出中使用的示范性计算系统的框图。

图5是用于在计算风力涡轮机(例如在图1中示出的风力涡轮机等)的可能功率输出中使用的示范性方法的流程图。

图6是图示风力涡轮机(例如在图1中示出的风力涡轮机)的功率输出关于风速的曲线图。

图7是用于确定在图4中示出的风力涡轮机场地的实际功率输出与可能功率输出之间的差的示范性方法的流程图。

具体实施例

本文描述的实施例便于确定一个或多个风力涡轮机的可能或潜在功率输出与实际测量的功率输出之间的差。可使用将功率输出与一个或多个操作条件相关的转移函数计算可能功率输出。操作条件无限制地包括，气象条件、机械条件和可影响风力涡轮机功率输出的任何其他因素。气象条件可包括例如风速、风向、气温、空气密度、湿度水平和/或气压。

在示范性实施例中，当风力涡轮机在正常、非限制状态运行时从采样的数据创建转移函数。该转移函数可重复计算，使得该转移函数反映功率输出和操作条件之间的关系随时间的变化。用于创建该转移函数的相同的操作条件可结合该转移函数使用以用于估计在限制状态运行的风力涡轮机的可能产生功率。因此，本文描述的实施例当风力涡轮机受限制时能够应用可能功率计算，并且当该风力涡轮机不受限制时能够进一步估计和/或提高可能功率计算的准确性。当风力涡轮机不受限制时，预测和测量的功率输出可都是可用的。此外，描述的方法可适用于风电场内的多个风力涡轮机。