[发明专利]风力发电机组孪生功率曲线模型的应用方法和系统

说明书

本发明公开了一种风力发电机组孪生功率曲线模型的应用方法和系统，包括以下步骤：获取风力发电机组的测量功率曲线、曲线参数和曲线特点；构建风力发电机组的孪生功率曲线模型，孪生功率曲线模型包括与曲线参数相对应的孪生曲线参数以及与曲线特点相对应的孪生曲线特点；根据测量功率曲线拟合出以函数表示的孪生功率曲线；使用孪生功率曲线替代测量功率曲线进行功率计算和工程应用。本发明将实际工程应用中风力发电机组理论功率的计算方法由插值法推进到了函数法，为高效的计算机编程、大数据分析、人工智能技术的应用奠定了全新的基础。同时通过不同型号风力发电机组孪生额定风速的比较，可以直观的反映风力发电机组间的性能差异。

技术领域

本发明涉及工程技术领域，特别是指一种风力发电机组孪生功率曲线模型的建立，孪生功率曲线的拟合和应用方法。

背景技术

传统的风力发电机组功率曲线是由测量的风速与功率对应的有限个点集合表示，即测量功率曲线，曲线中包括切入风速、额定风速、切出风速、额定功率等特征值。测量功率曲线具有如下特点：风速小于等于切入风速时，功率为零；风速大于等于额定风速时，功率为额定功率；风速大于等于切出风速时，功率为零；风速在切入风速和额定风速之间时，风速与功率的关系为部分线段连接的曲线。该曲线有以下主要缺点和不足：

1.由于风速在切入风速和额定风速之间时，风速与功率的关系为部分线段连接的曲线，计算理论功率时要采用插值法，计算量比较大。

2.使用插值法编写的计算机代码执行效率不高。

3.测量功率曲线的额定风速与设计功率曲线的额定风速有时偏差较大，测量功率曲线的额定风速不能反映功率曲线的性能差别。

发明内容

本发明提出一种用函数表示的风力发电机组孪生功率曲线模型，以及使用该模型进行孪生功率曲线的拟合，使用孪生功率曲线替代测量功率曲线的工程应用方法和系统，解决了现有技术中由于风速在切入风速和额定风速之间时，风速与功率的关系为部分线段连接的曲线，计算理论功率时要采用插值法，计算量比较大。使用插值法编写的计算机代码执行效率不高。测量功率曲线的额定风速与设计功率曲线的额定风速有时偏差较大，测量功率曲线的额定风速不能反映功率曲线的性能差别的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种风力发电机组孪生功率曲线模型的应用方法，包括以下步骤：

步骤1，获取风力发电机组的测量功率曲线、曲线参数和曲线特点；

步骤2，构建风力发电机组的孪生功率曲线模型，所述孪生功率曲线模型包括与所述曲线参数相对应的孪生曲线参数以及与所述曲线特点相对应的孪生曲线特点；

步骤3，根据风力发电机组的孪生功率曲线模型利用测量功率曲线拟合出以函数表示的孪生功率曲线；

步骤4，使用孪生功率曲线替代测量功率曲线进行功率计算和工程应用。

作为本发明的一个优选实施例，所述曲线参数包括切入风速、额定风速、切出风速、额定功率；曲线特点为风速小于等于切入风速时，功率为零；风速大于等于额定风速时，功率为额定功率；风速大于等于切出风速时，功率为零；风速在切入风速和额定风速之间时，风速与功率的关系为部分线段连接的曲线。

作为本发明的一个优选实施例，所述测量功率曲线各固定点的数据采用查表得到；非固定点的数据根据各线段的斜率进行插值计算。

作为本发明的一个优选实施例，所述孪生曲线参数包括孪生切入风速、孪生额定风速、孪生切出风速、孪生额定功率；孪生曲线特点为风速小于等于孪生切入风速时，功率为零；风速大于等于孪生额定风速时，功率为额定功率；风速大于等于孪生切出风速时，功率为零；风速在孪生切入风速和孪生额定风速之间时，风速与功率的关系为一条二次曲线；二次曲线的计算公式为：

P＝aV²+bV+c；