[发明专利]一种用于海上风电机组功率特性测量的装置及测量方法

说明书

本发明属于海上风电机组技术领域，公开了一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，包括测风设备、测浪设备、测流设备、电流互感器、功率变送器、数据采集器和无线通讯模块；电流互感器安装在风电机组上，电流互感器与功率变送器连接，测风设备、测浪设备、测流设备及功率变送器分别与数据采集器连接；测浪设备和测流设备安装在风电机组基础周围区域内；数据采集器与远程上位机通讯。还公开了其测量方法，除风之外，还将浪、流作为影响风机功率曲线的因素，能够更加精确地对风机功率曲线进行建模，从而可以在规划设计阶段精确评估风电机组的发电量优化机组布机，在生产阶段准确评估影响风机发电量的影响因素优化风机运行控制策略。

技术领域

本发明属于海上风电机组技术领域，具体公开了一种用于海上风电机组功率特性测量的装置及测量方法。

背景技术

海上环境恶劣，风电机组发电性能除受风的影响外，还受到浪、流等因素的影响，不同的浪、流方向和强度会对机组的控制可靠性和稳定性造成影响，从而影响机组的功率特性。目前海上风电机组功率特性测试方法仍然沿用陆上风电机组的测试方法，仅以风作为影响发电机组功率输出特性的评价因素，从而降低了海上风电机组型式认证的可靠性。这种方式不仅会让海上风电机组经常难以达到最优功率曲线，而且还很难全面地对风电机组的控制策略进行优化以提升机组发电量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于海上风电机组功率特性测量的装置及测量方法，解决了沿用陆上风电机组的测试方法测试海上风电机组，导致无法得到海上风电机组最优功率曲线的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，包括测风设备、测浪设备、测流设备、电流互感器、功率变送器、数据采集器和无线通讯模块；

电流互感器安装在风电机组上，电流互感器与功率变送器连接，测风设备、测浪设备、测流设备及功率变送器分别与数据采集器连接；

测浪设备和测流设备安装在风电机组基础周围区域内；

数据采集器通过无线通讯模块与远程上位机通讯。

进一步，测风设备包括测风塔或激光雷达。

进一步，测流设备包括多普勒波浪剖面流速仪或浮标。

进一步，风电机组基础周围区域为：以风电机组基础为圆心，径向距离 100m～200m所形成的区域。

进一步，测风设备所测数据包含主风向上风向距离风电机组2D～4D风电机组轮毂高度处气象数据；其中，主风向为基于年风能玫瑰图选取的风能占比最大且不超过45°的扇区；

测浪设备所测数据包含风电机组基础周围区域的波浪数据；

测流设备所测数据包含风电机组基础周围区域的水流数据。

进一步，气象数据包括风速、风向、温湿度及气压，波浪数据包括波浪高、波浪方向和波浪周期，水流数据包括水流流速和水流流向。

进一步，测风设备、测浪设备及测流设备均内置有GPS校时模块。

进一步，测风设备、测浪设备、测流设备和功率变送器以1HZ及以上的采样速率连续采集。

本发明还公开了用于海上风电机组功率特性测量的装置的测量方法，包括以下过程：

S1、使用测风设备、测浪设备及测流设备采集数据；

S2、剔除风力发电机组、测风设备、测浪设备及测流设备非正常运行以及风向在非主风向时间段的气象数据、波浪数据和水流数据；