[发明专利]一种基于激光测风雷达的风电单台机组功率曲线测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电测试技术领域，具体是指涉及一种基于激光测风雷达的风电单 台机组功率曲线测试方法。

背景技术

风能作为可再生的清洁能源，在发电领域中具有极大的发展潜力。风力发电机组的 功率特性曲线描述了风速与机组输出功率之间关系。根据功率特性不仅能够判定风电机 组输出性能的优劣,而且还可以检测风电机组和设备运行状况是否正常,以及时发现潜在 的问题。机组运行过程中测试得到的功率特性曲线如果超出设计依据的标准功率特性曲 线，将使风力发电机组处于超负荷状态，影响机组寿命；而实际测试功率曲线低于制造 商提供的标准功率曲线时，影响机组的年发电量，使投资者的投资回报率下降。可见, 功率特性曲线对于风电设备制造企业及风电运营单位都具有重要的意义。

测量风力发电机组功率特性过程中，风电场的环境数据的测量是最重要的环节。在 IEC标准中，提供的是运用测风塔对风力发电机组功率特性的方法。但在一个大型风电 场中，往往只有1到2个测风塔，由于地形的差异，往往容易造成测风塔对与整个风电 场的测风不够精确，而且，如果对单台机组进行测量时，测风塔与该风机的相对位置也 决定了数据的精确度。由此看出，由于测风塔的体积和标定等因素导致了其应用上具有 很大的局限性。再者，测风塔安装时间长，危险性大，维护不变等缺点，也直接影响在 某一风电单台机组功率曲线的测试中的应用。

综上所述，迫切需要一种能够克服传统风力发电机组采用测风塔进行功率特性曲线 测试的方法。

发明内容

本发明提供了一种基于激光测风雷达的风电单台机组功率曲线测试方法，以提供一 种更加简便准确的风电单台机组功率曲线测试方法。

本发明公开了如下技术方案：

一种基于激光测风雷达的风电单台机组功率曲线测试方法，包括以下步骤：

搭建风电场环境数据测试平台：根据IEC61400-12-1:2005/GB/T1841.2-2012将 激光测风雷达定位在距离待测风电单台机组2到4倍风轮直径的位置；

获取风电场环境数据：利用所述激光测风雷达采集风速、风向、气压、湿度、海拔 高度和经纬度数据；

计算扇区：根据IEC规定的扇区计算方法，结合所述风电场环境数据，得出所述待 测风电单台机组的扇区；

实时采集所述待测风电单台机组的三相电信号数据；

实时采集所述被测风电单台机组的桨距角、偏航角、转速、定/转子电压和电流， 有功/无功功率，直流母线电压和电网频率数据；

按照IEC61400-12-1对所述风电场环境数据和相对应的所述待测风电单台机组的实 时采集数据以10min为周期进行功率曲线计算。

优选的，在上述基于激光测风雷达的风电单台机组功率曲线测试方法中，在搭建风 电场环境数据测试平台之前，还包括以下步骤：

评估气流畸变修正系数、评定气流畸变引起的不确定度和判断地形变化对所述激光 测风雷达定位位置的影响。

优选的，在上述基于激光测风雷达的风电单台机组功率曲线测试方法中，所述激光 测风雷达的测试范围为0-250m，定位在距离待测风电单台机组2-5米内。

优选的，在上述基于激光测风雷达的风电单台机组功率曲线测试方法中，采集所述 风电单台机组数据的周期至少为正常运行下两个月。

优选的，在上述基于激光测风雷达的风电单台机组功率曲线测试方法中，所述按照 IEC61400-12-1对所述风电场环境数据和相对应的所述待测风电单台机组的实时采集数 据以10min为周期进行功率曲线计算具体是指：

如果当前10min内存在任一秒出现在所述待测风电单台机组的扇区之外的数据，则 将所述当前10min数据全部剔除；

如果出现风电机组停机或所述功率变送器故障或降级时，则将对应时间段内的数据 剔除。

优选的，在上述基于激光测风雷达的风电单台机组功率曲线测试方法中，所述按照 IEC61400-12-1对所述风电场环境数据和相对应的所述待测风电单台机组的实时采集数 据以10min为周期进行功率曲线计算具体是指：

将所述激光测风雷达采集到的风速转算到标准空气密度下的风速后，在进行功率曲 线计算。