[发明专利]一种实时监测风电机组运行时的风能利用偏差的方法

摘要

本发明公开了一种实时监测风电机组运行时的风能利用偏差的方法，包括以下步骤：依据计算得出的标准空气密度的测风塔风速Vb,cf和标准空气密度的风机机舱顶风速Vb,fj，得出两者之间的线性关系式；依据该线性关系式，计算风电机组运行时的电功率Pi对应的风电机组迎风风速Vi；计算风电机组运行时的风能利用系数Cp,i；绘制出风电机组运行时的风能利用系数Cp,i与其对应的风电机组迎风风速Vi的二维散点图，同时叠加风电机组出厂风能利用系数设计曲线；计算出每一散点处风电机组运行时的风能利用系数Cp,i与风能利用系数设计值Cp,s,i的实时风能利用偏差SC,i。本发明通过比较得出的实时风能利用偏差SC,i与风能利用系数规定值的大小，当实时风能利用偏差SC,i不小于风能利用系数规定值时，即该风电机组运行性能良好。

主权项

一种实时监测风电机组运行时的风能利用偏差的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）采集若干组风电机组运行时的历史测风塔风速Vcf和历史风机机舱顶风速Vfj，并将采集的历史测风塔风速Vcf和历史风机机舱顶风速Vfj分别折算为标准空气密度的测风塔风速Vb,cf和标准空气密度的风机机舱顶风速Vb,fj，其折算公式如下： V b , cf = V cf · T b · P sj ( 273 + t sj ) · P b 3 - - - ( 1 ) V b , fj = V fj · T b · P sj ( 273 + t sj ) · P b 3 - - - ( 2 ) 式中：Psj——风电机组来流压力，取风电机组运行时的大气压，kPa；tsj——风电机组来流温度，取风电机组运行时的实时环境温度，℃；Tb——标准绝对气温，℃；Pb——标准大气压强，kPa；2）根据步骤1）得出的若干组标准空气密度的测风塔风速Vb,cf和标准空气密度的风机机舱顶风速Vb,fj进行线性拟合，得出线性系数K和B，其计算公式如下：Vb,cf=K·Vb,fj+B    （3）3）在线采集风电机组运行时的实时风机机舱顶风速Vfj,i并折算为标准空气密度的实时风机机舱顶风速Vb,fj,i，再根据步骤2）得出的线性系数K和B，计算与电功率Pi相对应的风电机组运行时的风电机组迎风风速Vi，其计算公式如下：Vi=K·Vb,fj,i+B    （4）式中：i为实时采集风电机组运行时的风机机舱顶风速的记录数，且i=1,2，…，n；4）依据步骤3）得出的风电机组迎风风速Vi，计算风电机组运行时的风能利用系数Cp,i，其计算公式如下： C p , i = P i × 2 × 10 3 ρ air A fan V i 3 - - - ( 5 ) 式中：Cp,i——风能利用系数，无量纲；ρair——风电机组运行时的实时的空气密度，m3/kg；Afan——风机桨叶扫过面积，m2；5）绘制出风电机组运行时的风能利用系数Cp,i与其对应的风电机组迎风风速Vi的二维散点图，同时叠加风电机组出厂风能利用系数设计曲线；6）采用偏差统计的方法，计算二维散点图上每一散点处风电机组运行时的风能利用系数Cp,i与其对应的风电机组迎风风速Vi对应的风能利用系数设计值Cp,s,i，并计算出每一散点处风电机组运行时的风能利用系数Cp,i与风能利用系数设计值Cp,s,i的实时风能利用偏差SC,i，其计算公式如下： C C , i = Σ 1 n ( C p , i - C p , s , i ) 2 n - 1 - - - ( 6 ) 式中：SC,i——风能利用偏差，无量纲。