[发明专利]一种基于风电机组传动特性的功率特性验证方法

说明书

本发明涉及一种基于风电机组传动特性的功率特性验证方法，通过获取一定时间段的机组运行数据，构建能量传输模型进行功率特性验证，本发明为以机组能量传输过程为研究对象，基于各部件能量传输过程中的损耗，建立一个通用的能量传输模型，计算推导风速，拟合实际功率曲线，将实际曲线与机组设计时的理论曲线进行对比，通过一定的方法定量计算两条曲线的差异，形成一整套机组功率曲线验证方法和技术路线，为机组性能评价提供了一个评价准确、可行性高、实用性强的方法。

技术领域

本发明涉及一种风电机组功率评价方法，特别是一种基于风电机组传动特性的功率特性验证方法。

背景技术

目前国内外有关研究机构已经开展了风电机组功率特性测试的相关研究，2005年IEC发布了IEC 61400-12-1标准，规定了风力发电机组功率特性测试的相关标准，包括测试准备、测试程序、后期数据处理等，2012年该标准被引入中国并作为国家标准施行，标准号为GB/T 18451.2-2012《风力发电机组功率特性测试》。由于标准的相关实施条件要求较高，比如要求在机组前某些特定扇区、位置树立测风塔连续测量一定时段的风资源，很难满足现场需求。

目前国内在进行功率曲线验证时，较通用的是采用一机一验证的办法，具体就是用超声波或激光雷达测风仪参照IEC和行业的有关标准测定轮毂前一定距离的来风风速，同时读取机组相同时段的功率，经过一定数据处理后进行曲线拟合，同时参考机组历史数据进行一定的修正。该方法具有简单灵活、实施条件简单的优点，但其不足也很明显，比如：

1)未考虑风电机组空气密度的影响，曲线不够准确；

2)用历史数据修正功率曲线，使曲线带有机组运行特性，降低可信度和推广度；

3)一机一测定增加工作量，加大了工作量，不利于大面积推广；

4)在具体测量手段、数据处理方面难以实现完全共识。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种以机组能量传输过程为研究对象，基于各部件能量传输过程中的损耗，建立一个通用的能量传输模型，计算推导风速，拟合实际功率曲线，将实际曲线与机组设计时的理论曲线进行对比，通过一定的方法定量计算两条曲线的差异，形成一整套机组功率曲线验证方法和技术路线，为机组性能评价提供了一个评价准确、可行性高、实用性强的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种基于风电机组传动特性的功率特性验证方法，包括如下步骤：

S1)获取一定时间段的机组运行数据，包括机组出力、发电机转速、叶轮转速和桨距角；

S2)能量传输模型构建，所述能量传输模型构建依次包括风轮捕捉机械功率的计算、推导风速的计算和模型修正；

S21)风轮捕捉机械功率的计算：根据变流器、发电机、齿轮箱的效率曲线，寻取某一功率输出情况下，各传动部件的工作效率，得到风轮捕捉的机械功率；

S22)推导风速的计算：计算出风轮捕捉的机械功率后，利用风能利用系数和风速之间关系，推导实际空气密度下功率对应的风速，再将该风速换算到标准大气密度条件下；

S23)模型修正：架设测风仪器，同步获取测定的风速V₂和机组出力P₀，根据步骤S21和S22计算机组出力P₀下的推导风速V₁，比较V₁和V₂差异并调整传输模型，直至差异缩小到设定范围，完成能量传输模型构建；

S3)功率特性验证，所述功率特性验证包括实际功率曲线拟合、偏差计算和机组功率评价；