CN104895819A - 基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法 - Google Patents

基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，包括以下步骤：S1，采集多个不同风机的多组风速-输出功率数据；S2，根据所述的多组风速-输出功率数据构建各个风机的风速功率曲线；S3，将各个风机的风速功率曲线拟合成标准风速-功率曲线；S4，根据所述的标准风速-功率曲线，实现对不同风机的性能测定。本发明通过将不同风机的风速功率曲线拟合成标准风速-功率曲线，从而可以实现了对不同品牌不同型号的风机性能进行统一测定、对比，从而有利于发电机组获得最大的发电效率。

Description

基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法
技术领域
本发明涉及一种基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，属于风力发电技术领域。
背景技术
风机是风力发电机组的重要组成部分，风机运行性能的好坏关系到整个机组是否能够安全经济运行。通常来说，每种型号的风机都会给出风速-功率曲线对应表，以直观的描述风机发电量输出功率与风速的关系。但是由于不同品牌不同型号的风机具有不同的性能且工作条件也不甚相同，目前还没有一种统一的测试技术能够实现对不同品牌不同型号的风机进行统一的性能测定，无法对不同品牌不同型号的风机性能进行对比，不利于电网人员对风机发电机组进行部署实施，获得最大的发电效率。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，它可以有效解决现有技术中存在的问题，实现对不同品牌不同型号的风机性能进行统一测定、对比，从而有利于发电机组获得最大的发电效率。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，包括以下步骤：
S1，采集多个不同风机的多组风速-输出功率数据；
S2，根据所述的多组风速-输出功率数据构建各个风机的风速功率曲线；
S3，将各个风机的风速功率曲线拟合成标准风速-功率曲线；
S4，根据所述的标准风速-功率曲线，实现对不同风机的性能测定。
所述的标准风速-功率曲线是指：风机的功率系数随风速系数变化的曲线。
优选的，步骤S3具体包括以下步骤：
(1)假设各个风机的额定功率对应的额定功率系数均为L，额定风速对应的额定风速系数均为N；
(2)计算步骤S2中各个风机的风速功率曲线上的风速-输出功率数据对应的风速系数-功率系数；
(3)根据所述的风速系数-功率系数构建标准风速-功率曲线。
本发明通过设定各个风机(不同品牌不同型号的风机)的额定功率对应相同的额定功率系数以及额定风速对应相同的额定风速系数，从而可以实现将不同品牌不同型号风机的风速-功率曲线准确的拟合成标准风速-功率曲线，为实现不同风机的性能和状态描述建立了统一标准。
上述的额定功率系数L、额定风速系数N可以为不等于0的任意数值，且L、N可以相同也可以不相同。
更优选的，步骤S4具体包括以下步骤：
(1)构建待测风机的实际风速-功率曲线；
(2)计算在确定风速系数下的标准功率系数和实际功率系数；
(3)获取该待测风机的标准能量利用率，实现对不同风机的性能测定。
前述的基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法中，所述的各个风机的额定功率对应的额定功率系数L，额定风速对应的额定风速系数N，其中，(L，N)为(1，1)、(5，5)、(10，10)或(100，100)，从而可以有效提高风机性能的测定效率，且使用更简单方便。
具体的说，当(L，N)为(10，10)时，所述的标准风速-功率曲线为：
当0＜v≤10时，
p＝0.17v2-0.79v+0.9
当v＞10时，
p＝10
其中，p为功率系数，v为风速系数，L为额定功率系数，N为额定风速系数；即本发明中所述的标准风速-功率曲线与现有的风速-功率曲线的含义是不同的——其中的因变量为功率系数，自变量为风速系数。
从而使得不同品牌不同型号风机的性能测定效率更高，且使用更简单方便。
步骤S3的(1)还包括：假设各个风机的切入风速对应的切入风速系数相同，相应的最小功率对应的最小功率系数也相同，从而可以实现将不同品牌不同型号风机的风速-功率曲线更准确的拟合成标准风速-功率曲线。
与现有技术相比，本发明通过将不同风机的风速功率曲线拟合成标准风速-功率曲线，从而可以实现了对不同品牌不同型号的风机性能进行统一测定、对比，从而有利于发电机组获得最大的发电效率。具体的说，本发明通过设定各个风机(不同品牌不同型号的风机)的额定功率对应相同的额定功率系数以及额定风速对应相同的额定风速系数，从而可以实现将不同品牌不同型号风机的风速-功率曲线准确的拟合成标准风速-功率曲线；再通过构建待测风机的实际风速-功率曲线，计算在确定风速系数下的标准功率系数和实际功率系数，从而利用获取的待测风机的标准能量利用率，实现了对任意品牌任意型号的待测风机进行性能测定，使得不同品牌不同型号的风机性能对比成为可能。此外，本发明中所述的各个风机的额定功率对应的额定功率系数L，额定风速对应的额定风速系数N，其中，(L，N)为(1，1)、(5，5)、(10，10)或(100，100)时，从而可以有效提高风机性能的测定效率；尤其是当(L，N)为(10，10)时，从而使得不同品牌不同型号风机的性能测定效率更高。此外，本发明中的标准能量利用率指标反映了不同风机实际能量利用情况与同一标准之间的差异，可以实现不同品牌、不同容量风机之间的对标管理，也可以评价不同风机的性能和状态差异。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的工作流程图；
图2是本发明实施例1中的标准风速-功率曲线示意图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，如图1所示，包括以下步骤：
S1，采集多个不同风机的多组风速-输出功率数据；
S2，根据所述的多组风速-输出功率数据构建各个风机的风速功率曲线；
S3，将各个风机的风速功率曲线拟合成标准风速-功率曲线；具体包括以下步骤：
(1)假设各个风机的额定功率对应的额定功率系数均为10，额定风速对应的额定风速系数均为10；各个风机的切入风速对应的切入风速系数均为3，相应的最小功率对应的最小功率系数均为0.06；
(2)计算步骤S2中各个风机的风速功率曲线上的风速-输出功率数据对应的风速系数-功率系数；
(3)根据所述的风速系数-功率系数构建标准风速-功率曲线(如图2所示)：
当0＜v≤10时，
p＝0.17v2-0.79v+0.9
当v＞10时，
p＝10
其中，p为功率系数，v为风速系数，L为额定功率系数，N为额定风速系数；
S4，根据所述的标准风速-功率曲线，实现对不同风机的性能测定；具体包括以下步骤：
(1)构建待测风机的实际风速-功率曲线；
(2)计算在确定风速系数下的标准功率系数和实际功率系数；
(3)获取该待测风机的标准能量利用率(确定风速系数下，实际功率系数与标准功率系数的比值乘以100％)，实现对不同风机的性能测定。

Claims (6)

1.基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，采集多个不同风机的多组风速-输出功率数据；
S2，根据所述的多组风速-输出功率数据构建各个风机的风速功率曲线；
S3，将各个风机的风速功率曲线拟合成标准风速-功率曲线；
S4，根据所述的标准风速-功率曲线，实现对不同风机的性能测定。
2.根据权利要求1所述的基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：
(1)假设各个风机的额定功率对应的额定功率系数均为L，额定风速对应的额定风速系数均为N；
(2)计算步骤S2中各个风机的风速功率曲线上的风速-输出功率数据对应的风速系数-功率系数；
(3)根据所述的风速系数-功率系数构建标准风速-功率曲线。
3.根据权利要求1或2所述的基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下步骤：
(1)构建待测风机的实际风速-功率曲线；
(2)计算在确定风速系数下的标准功率系数和实际功率系数；
(3)获取该待测风机的标准能量利用率，实现对不同风机的性能测定。
4.根据权利要求2所述的基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，其特征在于，所述的各个风机的额定功率对应的额定功率系数L，额定风速对应的额定风速系数N，其中，(L，N)为(1，1)、(5，5)、(10，10)或(100，100)。
5.根据权利要求4所述的基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，其特征在于，当(L，N)为(10，10)时，所述的标准风速-功率曲线为：
当0＜v≤10时，
p＝0.17v2-0.79v+0.9
当v＞10时，
p＝10
其中，p为功率系数，v为风速系数，L为额定功率系数，N为额定风速系数。
6.根据权利要求2所述的基于标准风速-功率曲线的风机性能测定方法，其特征在于，步骤S3的(1)还包括：假设各个风机的切入风速对应的切入风速系数相同，相应的最小功率对应的最小功率系数也相同。
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