風力發(fā)電機組功率曲線特性檢測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風力發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種風力發(fā)電機組功率曲線特性檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，風電場對風力發(fā)電機組功率曲線特性的檢測主要采用選取機組樹立測風塔 或用移動測風儀對機組進行功率曲線認證及校驗，或者采用風電場監(jiān)控系統(tǒng)采集的機組數(shù) 據(jù)，由風機生產(chǎn)廠家編制力發(fā)電機組功率曲線。
[0003] 在工程實踐中，樹立測風塔和移動測風的費用較高，不能覆蓋風電場全部風機，在 風向多變的環(huán)境中適應(yīng)性較差；同時由于風力發(fā)電機組生產(chǎn)廠家普遍存在技術(shù)壁壘的緣 故，對于風電運營商來說，風機主控系統(tǒng)和風電場監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)采樣、數(shù)據(jù)處理的方法 和計算模式類似于黑匣子，所以在此數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上形成的功率曲線缺乏客觀公允的評判依 據(jù)，也不能準確地評估風電場運行風力發(fā)電機組的發(fā)電效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 鑒于以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種風力發(fā)電機組功率曲線特性檢測系統(tǒng)，采 用獨立的環(huán)境參數(shù)采集裝置和電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，自動生成實際風機的功率曲線報告和圖 表，達到準確評估風力發(fā)電機組發(fā)電效率和功率曲線特性的目的。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種風力發(fā)電機組功率曲線特性檢測系統(tǒng)，包括環(huán) 境參數(shù)采集裝置、電能質(zhì)量監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)處理單元、平均空氣密度獲取單元、標準化風速 獲取單元、功率曲線生成單元，其中：
[0006] 環(huán)境參數(shù)采集裝置，用于以第一時間間隔tl采集環(huán)境參數(shù)，其中環(huán)境參數(shù)包括當 前風速V、機艙外環(huán)境溫度T、機艙外大氣壓B，其中所述機艙外大氣壓B與采集的當前海拔 高度值h相關(guān)聯(lián)；
[0007] 電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，用于以第二時間間隔t2采集風力發(fā)電機組的有功功率；
[0008] 數(shù)據(jù)處理單元，用于對采集到的環(huán)境參數(shù)和有功功率進行處理，以分別得到第三 時間間隔t3內(nèi)環(huán)境參數(shù)和有功功率的平均值，其中第三時間間隔大于第一時間間隔和第 二時間間隔；
[0009] 平均空氣密度獲取單元，用于根據(jù)第三時間間隔內(nèi)計算的機艙外大氣壓平均值Bt3 和機艙外環(huán)境溫度平均值Tt3獲取第三時間間隔內(nèi)的平均空氣密度P t3 ;
[0010] 標準化風速獲取單元，用于根據(jù)標準空氣密度P 〇、第三時間間隔內(nèi)的平均風速 Vt3、平均空氣密度P t3計算標準空氣密度下的標準化風速Vn ;
【主權(quán)項】
1. 一種風力發(fā)電機組功率曲線特性檢測系統(tǒng)，其特征在于，包括環(huán)境參數(shù)采集裝置、電 能質(zhì)量監(jiān)測裝置、數(shù)據(jù)處理單元、平均空氣密度獲取單元、標準化風速獲取單元、功率曲線 生成單元，其中： 環(huán)境參數(shù)采集裝置，用于以第一時間間隔tl采集環(huán)境參數(shù)，其中環(huán)境參數(shù)包括當前風 速V、機艙外環(huán)境溫度T、機艙外大氣壓B，其中所述機艙外大氣壓B與采集的當前海拔高度 值h相關(guān)聯(lián)； 電能質(zhì)量監(jiān)測裝置，用于以第二時間間隔t2采集風力發(fā)電機組的有功功率； 數(shù)據(jù)處理單元，用于對采集到的環(huán)境參數(shù)和有功功率進行處理，以分別得到第三時間 間隔t3內(nèi)環(huán)境參數(shù)和有功功率的平均值，其中第三時間間隔大于第一時間間隔和第二時 間間隔； 平均空氣密度獲取單元，用于根據(jù)第三時間間隔內(nèi)計算的機艙外大氣壓平均值Bt3和 機艙外環(huán)境溫度平均值Tt3獲取第三時間間隔內(nèi)的平均空氣密度P t3 ; 標準化風速獲取單元，用于根據(jù)標準空氣密度P C1、第三時間間隔內(nèi)的平均風速Vt3、平 均空氣密度P t3計算標準空氣密度下的標準化風速Vn ; 功率曲線生成單元，用于根據(jù)指定時間段內(nèi)獲得的標準化風速和有功功率平均值，生 成風力發(fā)電機組功率曲線，其中，所述指定時間段大于第三時間間隔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于， 平均空氣密度獲取單元根據(jù)公式
，計算第三時間間隔內(nèi)的平均空氣密 度Pt3，其中，Rtl是干燥空氣的氣體常數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境參數(shù)還包括機艙外環(huán)境相 對濕度，其中： 平均空氣密度獲取單元根據(jù)公另
，計算第三時間間隔內(nèi)的平均空氣密 度P t3，其中，R1是濕空氣氣體系數(shù)，R1與第三時間間隔內(nèi)平均機艙外環(huán)境溫度和平均機艙 外環(huán)境相對濕度相關(guān)聯(lián)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于， 標準化風速獲取單元根據(jù)公式1
,計算標準空氣密度下的標準化風 速Vn。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括異常功率信號 采集單元和異常功率過濾單元，其中： 異常功率信號采集單元，用于通過硬接點信號線采集風力發(fā)電機組的異常信號，其中 所述異常信號是風力發(fā)電機組處于停機或限功率運行狀態(tài)時發(fā)出的信號； 異常功率過濾單元，用于刪除在異常功率信號采集單元采集到異常信號期間，電能質(zhì) 量監(jiān)測裝置接收到的有功功率值，以得到過濾后的有功功率值，并將過濾后的有功功率值 發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元進行處理。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于， 環(huán)境參數(shù)采集裝置通過公式
,計算機艙外大氣 壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于， 功率曲線生成單元是遠程監(jiān)控服務(wù)器或本地監(jiān)控服務(wù)器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于， 數(shù)據(jù)處理單元還用于對采集到的環(huán)境參數(shù)和有功功率進行處理，以分別得到第三時間 間隔t3內(nèi)環(huán)境參數(shù)和有功功率的標準差、最大值和最小值，并發(fā)送給功率曲線生成單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于， 功率曲線生成單元還用于存儲和顯示指定時間段內(nèi)獲得的多組第三時間間隔內(nèi)環(huán)境 參數(shù)和有功功率的平均值、標準差、最大值和最小值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，還包括風場的環(huán)網(wǎng)交換機，其中： 功率曲線生成單元通過環(huán)網(wǎng)交換機與數(shù)據(jù)處理單元和標準化風速獲取單元連接。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種風力發(fā)電機組功率曲線特性檢測系統(tǒng)，其中，所述系統(tǒng)包括采集當前風速、機艙外環(huán)境溫度的環(huán)境參數(shù)采集裝置；采集風力發(fā)電機組的有功功率的電能質(zhì)量監(jiān)測裝置；獲取環(huán)境參數(shù)和有功功率的平均值的數(shù)據(jù)處理單元；根據(jù)機艙外大氣壓平均值和機艙外環(huán)境溫度平均值獲取平均空氣密度的平均空氣密度獲取單元；根據(jù)標準空氣密度、平均風速、平均空氣密度計算標準空氣密度下的標準化風速的標準化風速獲取單元；根據(jù)指定時間段內(nèi)獲得的多組標準化風速和有功功率平均值生成風力發(fā)電機組功率曲線的功率曲線生成單元。本發(fā)明能自動生成實際風機的功率曲線報告和圖表，達到準確評估風力發(fā)電機組發(fā)電效率和功率曲線特性的目的。
【IPC分類】F03D7-00
【公開號】CN104747367
【申請?zhí)枴緾N201310749534
【發(fā)明人】葉林, 何驥, 敖海, 屠勁林, 曹治, 張 杰, 楊勁, 趙慧康, 丁威介, 王曦, 嚴錦濤
【申請人】華能新能源股份有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2013年12月31日