[发明专利]数字化风电机组功率曲线绘制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字化风电机组功率曲线绘制方法，属于风力发电技术领域。

背景技术

风电机组功率曲线是反映风电机组发电性能的一个重要指标。功率曲线是通过在一个较长时段内采集风电机组运行中的大量风速与功率数据对绘制而成的。功率曲线反映了风电机组在较长时间段内不断变化的风况和气象环境下的统计运行特性，对评价风电机组发电能力的高低具有重要的意义。

风电机组功率曲线的绘制方法在国际标准IEC61400-12-1中有完整清晰的描述。测风塔负责测量风电机组所感受到的风速，对其安装位置，与风电机组的距离要求，有效风向角的范围都做出了详细的规定和说明。在绘制功率曲线之前，需要进行数据准备工作。在上述国际标准中，数据准备工作包括：

（1）风电机组运行数据收集。风电机组功率曲线绘制是基于机组数据采集与监视系统（Supervisory Control and Data Acquisition System,SCADA）采集的每10分钟平均数据绘制的。每10分钟平均数据包括功率、气温、气压等。每十分钟的风速平均值由测风塔获得。数据采集的时间段应足够长，使采集得到的数据在不同风速下均有足够的样本。

（2）异常数据剔除。为保证风电机组功率曲线反映其正常运行状态下的发电性能，在绘制功率曲线时，需要去除如机组故障或停机等异常情况造成的功率明显高于或低于正常值的异常功率风速数据对。

（3）数据校正。由于风电机组的功率（发电量）与空气密度密切相关，需要根据SCADA系统采集的温度和压力值对实时空气密度进而对发电功率进行校正。

上述数据准备工作的详细内容在IEC61400-12-1标准中有详细的说明。（参考文献：（1）IEC 61400-12-1,Power performance measurements of electricity producing wind turbines:2005；（2）申新贺,潘东浩,唐继光.大型风电机组功率曲线的分析与修正[J],应用能源技术,2009,(8):28-32。）

在国际标准IEC61400-12-1中绘制功率曲线采用的是比恩斯（Bins）法。功率曲线的横坐标为风速，纵坐标为功率。在数据准备完成后，比恩斯法将每十分钟平均数据中由风速和功率变量构成的功率风速数据对按照风速以0.5m/s为间隔从切入风速到切出风速分为若干组，每一组称为一个Bin。采用下式1）计算每个风速分区（分组）中功率风速数据对的功率平均值和风速平均值:

Vi=1NiΣj=1NiVi,j,Pi=1NiΣj=1NiPi,j---1)]]>

公式1）中，V_i为第i个风速分区的风速平均值；V_i,j为第i个风速分区中的第j个功率风速数据对中的风速；P_i为第i个风速分区的功率平均值；P_i,j为第i个风速分区中的第j个功率风速数据对中的功率；N_i为第i个风速分区中的功率风速数据对个数。