[发明专利]一种基于机头微气候评估风机发电能力的方法

权利要求书

1.一种基于机头微气候评估风机发电能力的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

采集风机动态数据和静态海拔高度；并对采集到的动态数据进行稳定工况判断，得到工况风速、工况功率、工况环境温度；

修正工况风速和厂商担保功率曲线，计算出机头微气候的理论功率；

将工况环境温度分为N个温度区间，并选取N个温度代表点；通过N个温度区间对应的风速点计算平均工况功率，组成N个二维数组建立风机的实际功率曲线模型；

通过温度代表点修正厂商担保功率曲线，得到N条代表不同温度区间的温度区间担保功率曲线；

基于实际功率曲线模型和温度区间担保功率曲线的数据，选取若干风速点对应的微气候理论功率和平均工况功率，计算功率一致性系数和功率相对误差，以此评估风机发电能力。

2.根据权利要求1所述的基于机头微气候评估风机发电能力的方法，其特征在于，所述风机动态数据包括风机状态、风速、功率和内环境温度的历史数据。

3.根据权利要求1所述的基于机头微气候评估风机发电能力的方法，其特征在于，所述稳定工况判断的方法包括以下方法：

将t时刻风机稳定工况定义为：[t-2min，t]时间之内风速V_max-V_min＜2m/s且功率P_max-P_min＜20％P_满发；

工况风速定义为：[t-1min，t]时间范围内风速数据的加权平均值，工况功率定义为：[t-1min，t]历史功率数据加权平均值，工况环境温度定义为：[t-1min，t]历史环境温度数据加权平均值。

4.根据权利要求1所述的基于机头微气候评估风机发电能力的方法，其特征在于，所述修正工况风速的方法包括以下步骤：

风机机头风速由测风仪测得，分一下两种；

风杯测风：风速仪安装在风轮后面，为做功后的风速，功率曲线的风速为做功前的风速，为得出相对准确的风速数据，根据能量守恒近似计算风轮前风速，传统风杯测风计算公式如下：

式中ν_f为修正后工况风速；ρ为微气候空气密度；P为工况功率；ν为工况风速；R为风机风轮半径，定值，由风机厂家提供；

激光测速：激光测速的风机ν_f＝ν，不再进行风速修正计算。

5.根据权利要求1所述的基于机头微气候评估风机发电能力的方法，其特征在于，所述厂商担保功率曲线的修正方法包括以下步骤：

当厂家提供多条厂商功率曲线时：

计算风机当前微气候空气密度ρ，根据风机当前微气候空气密度ρ寻找厂家提供的两条空气密度相邻功率曲线，满足ρ₁＜ρ＜ρ₂；

根据ν_f判定风速区间，在空气密度为ρ₁与空气密度为ρ₂的功率曲线中得到ν_f所处风速区间的理论功率值P₁与P₂；

根据线性内插算法，计算当前微气候空气密度ρ、风轮前风速ν_f对应的理论功率P_L：

当厂家只提供一条功率曲线：

根据计算得到的微气候空气密度ρ选择一条厂家提供的最大或最小功率曲线，厂家提供功率曲线空气密度为ρ₀；

进行风速折算，将风轮前风速ν_f折算为空气密度为ρ₀的风速ν₀：

式中ν_f为风轮前风速；ρ为当前时刻空气密度，ν₀为折算后风速；

根据折算后的风速ν₀，则厂商担保功率曲线修正方法为：

式中，P(ν_f)代表修正后的厂商担保功率曲线，P₀(ν₀)代表原厂商担保功率曲线，ρ代表实际海拔和实际温度下的空气密度，单位为kg/m3，ρ₀代表厂商担保功率曲线中的空气密度，单位为kg/m3。