CN104252684A - 快速计算风机发电量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种快速计算风机发电量的方法，属于风电场设计技术领域，所述方法包括：获得风资源特征参数值；根据风资源特征参数计算各个风速的概率值；获得各个风电机组的单机功率曲线；根据所述各个风速的概率值和各个风电机组的单机功率曲线，计算各个风电机组的年理论发电量。本方法和系统解决了现有计算方法复杂、工作量大的问题，能够简单快速地计算出风机发电量。

Description

快速计算风机发电量的方法

技术领域

本发明涉及风电场设计技术领域，尤其涉及一种快速计算风机发电量的方法。

背景技术

现有技术中，计算风机发电量一般需要以下条件：

1充分分析风电场的风资源水平，整理出风资源的年系列；

2风机功率曲线和推力曲线；

3地形图。

但是在具备以上条件下进行发电量计算是个较为复杂的过程，几乎涵盖了风能专业的所有可研工作。工作量大，比较繁杂。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了相应的风机发电量计算方法，可简单快速计算风电场的发电量。

根据本发明提出的快速风机发电量计算方法，包括：获得风资源特征参数值；根据风资源特征参数计算各个风速的概率值；获得各个风电机组的单机功率曲线；根据所述各个风速的概率值和各个风电机组的单机功率曲线，计算各个风电机组的年理论发电量。

根据本发明的一个方面，所述风资源特征参数值为WEIBULL分布参数A、K值；所述根据风资源特征参数值计算各个风速的概率值具体为：根据WEIBULL函数求出风速的概率值，P(S)=WEIBULL(S,K,A,FALSE)，其中，P(S)为风速S对应的概率值。

根据本发明的一个方面，所述计算各个风电机组的年理论发电量包括：计算各个风电机组对应于各个风速的单机年发电量，E(S)=PW(S)*P(S)*H，其中E(S)表示在风速S下该风电机组的单机年发电量，H为年发电小时数，PW(S)为根据所述单机功率曲线获得的风速S下该风电机组的单机功率，P(S)为风速S对应的概率值。

根据本发明的一个方面，所述计算各个风电机组对应于各个风速的单机年发电量中，所述各个风速小于风电机组的切出风速。

根据本发明的一个方面，所述计算各个风电机组的年理论发电量进一步包括：将每个风速对应的单机年发电量相加，获得各个风电机组的单机总理论发电量；将单机总理论发电量与各个风电机组的风机台数相乘以获得该风电机组的年理论发电量。

根据本发明的一个方面，根据计算的各个风电机组的年理论发电量，选择年理论发电量最高的风电机组为最优风电机组。

根据本发明的一个方面，将获得的风资源特征参数值、各个风电机组的单机功率曲线输入EXCEL表中，在所述EXCEL表中预置计算公式，并在所述EXCEL表中自动输出各个风速的概率值以及各个风电机组的年理论发电量的计算结果。

附图说明

图1是本发明提出的快速计算风机发电量的方法的示意图；

图2,3分别是本发明使用EXCEL实现的计算1500和2000KW机型发电量的示意图；

图4是使用EXCEL实现的计算不同机型发电量的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明一个实施例的风机发电量计算方法流程。图1开始于步骤S101。

S101、获得风资源特征参数值，即WEIBULL分布参数A、K值。所述A、K值可从可研报告中获得，也可以从现有的风资源分析的一些软件工具中获得，例如wasp统计值为：A=7.9；K=1.77。

S102、根据WEIBULL函数求出风速的概率值。具体计算公式为：

P(S)=WEIBULL(S,K,A,FALSE);

其中，P(S)为风速S对应的概率值，K和A是上述WEIBULL分布参数。

S103、获得各个风电机组的单机功率曲线PW(S)，单机功率曲线PW(S)表示该风电机组在不同风速S下的单机功率。

S104、根据风速的概率值和各个风电机组的单机功率曲线，计算各个风电机组的年理论发电量。

具体的，对于每个风电机组，首先计算每段风速对应的单机年发电量E(S):

E(S)=PW(S)*P(S)*H

E(S)表示在风速S下该风电机组的单机年发电量，H为年发电小时数，例如为8760，PW(S)为风速S下该风电机组的单机功率，P(S)为风速S对应的概率值；

需要注意的是，不同的风电机组的切出风速不同，因此，对于特定风电机组来说，仅需要计算小于该风电机组的切出风速的风速对应的单机年发电量；

然后，将每段风速对应的单机年发电量相加，便可获得该风电机组的单机总理论发电量；

将单机总理论发电量与风电机组的风机台数相乘可获得该风电机组的年理论发电量。

在一个实施例中，本发明的方法可以利用EXCEL计算模板来实现快速、简单的计算。

例如，可以对不同装机容量（例如1500、2000、3000KW等）的风电机组，制定不同的工作表，如图2，3所示。对应于1500装机容量的工作表（图2）中。获得的风资源特征参数记录在A3和B3中。F列示出了各种风速，根据不同风电机组的切出风速的不同，F列的长度在不同表格中也有所不同。功率曲线如G列所示。H列为计算出的各种风速所占比例，即概率值。I列为各种风速对应的发电量。当然，在这些工作表中也可包括上文所述风电机组年理论发电量的相应项。在所述EXCEL表格中，预置了实现上述计算的公式，当输入所需的参数后，便可自动计算出风电机组的发电量。

本发明还可实现不同风电机组的对比，以甄选发电量较大的最优风电机组。如图4所示，在包括所有风电机组相应数据的总表中，包括所有待选风电机组的年理论发电量。其中2000kw机型的切出风速为20m/s，因此，功率值在风速为20m/s以后为0（见图4的黄色部分）。当然，该表中也可列出其他项目，例如单机利用小时数等。如图4所示，参评的机型有：华锐SL1500/89、东汽BD82B（1500KW）、京城新能源AY93-2000A。通过将所需参数输入图4所示的表格进行计算可得出三种机型的排名结论：

单机年理论发电量排名：AY93-2000A、SL1500/89、BD82B（1500KW）

单机利用小时数排名：SL1500/89、BD82B（1500KW）、AY93-2000A

E33就是全场年理论发电量：SL1500/89、BD82B（1500KW）、AY93-2000A

电量综合排名：华锐SL1500/89优先。

当然，本发明还可通过其他的软件、硬件或固件等实现。比如，每个步骤或几个步骤的组合可以使用单独的工业计算机或综合服务器等实现，这些硬件设备之间可通过有线或无线的方式进行通信。例如对于风资源特征参数值和单机功率曲线的获取，可以通过所述装置自动从数据库中提取，并根据预置的计算功能计算出所需的发电量结果，当然也可以将这些提取出的数据发送至其他装置，例如综合服务器，由综合服务器对所有的风电机组统一进行发电量的计算等等。这些实施方式都是本领域技术人员可以根据需要进行选择的，这里不再赘述。

本发明的上述实施例仅为说明而提出，并不作为对本发明的限制。本领域技术人员可根据需要对其中的一些技术细节进行调整，这些调整并不超出本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种快速风机发电量计算方法，其特征在于，该方法包括：

获得风资源特征参数值；

根据风资源特征参数值计算各个风速的概率值；

获得各个风电机组的单机功率曲线；

根据所述各个风速的概率值和各个风电机组的单机功率曲线，计算各个风电机组的年理论发电量。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于：

所述风资源特征参数值为WEIBULL分布参数A、K值；

所述根据风资源特征参数值计算各个风速的概率值具体为：根据WEIBULL函数求出风速的概率值，P(S)=WEIBULL(S,K,A,FALSE)，其中，P(S)为风速S对应的概率值。

3.根据权利要求2的方法，其特征在于：

所述计算各个风电机组的年理论发电量包括：

计算各个风电机组对应于各个风速的单机年发电量，E(S)=PW(S)*P(S)*H，其中E(S)表示在风速S下该风电机组的单机年发电量，H为年发电小时数，PW(S)为根据所述单机功率曲线获得的风速S下该风电机组的单机功率，P(S)为风速S对应的概率值。

4.根据权利要求3的方法，其特征在于：

所述计算各个风电机组对应于各个风速的单机年发电量中，所述各个风速小于风电机组的切出风速。

5.根据权利要求3的方法，其特征在于：

所述计算各个风电机组的年理论发电量进一步包括：

将每个风速对应的单机年发电量相加，获得各个风电机组的单机总理论发电量；

将单机总理论发电量与各个风电机组的风机台数相乘以获得该风电机组的年理论发电量。

6.根据权利要求1的方法，其特征在于，进一步包括：

根据计算的各个风电机组的年理论发电量，选择年理论发电量最高的风电机组为最优风电机组。

7.根据权利要求1至6的任一方法，其特征在于：

将获得的风资源特征参数值、各个风电机组的单机功率曲线输入EXCEL表中，在所述EXCEL表中预置计算公式，并在所述EXCEL表中自动输出各个风速的概率值以及各个风电机组的年理论发电量的计算结果。