[发明专利]检测风力发电机组的有功功率的方法和设备

说明书

检测风力发电机组的有功功率的方法和设备。所述方法包括：获取风力发电机组的风轮机的转子的当前转速和当前输出的有功功率；基于所述当前转速和所述当前输出的有功功率，确定风力发电机组的有效风速；根据所述有效风速和风力发电机组在所述当前转速下的最大风能利用率系数，确定风力发电机组在所述当前转速下能够捕获的最大有功功率；根据所述能够捕获的最大有功功率以及对应的功率损耗确定风力发电机组能够输出的最大有功功率，并确定风力发电机组在所述当前转速下能够持续预定时间释放风轮机的旋转动能的释放功率；根据所述能够输出的最大有功功率、所述释放功率、以及所述当前输出的有功功率，确定风力发电机组的可用有功功率。

技术领域

本发明涉及风力发电领域。更具体地讲，涉及一种检测风力发电机组的可用有功功率的方法和设备。

背景技术

风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到重视，装机量也不断增加。随着风力发电技术的不断发展，风力发电机组的各种研究也日益深入。

电力系统是一个发电与负荷实时平衡的过程。当电网由于切机或者负荷突变等导致系统频率发生较大变化时，作为发电端的风力发电机组被要求快速灵活地提供调频功率以提高频率稳定性。这就需要准确地预估风力发电机组的可用有功功率，以实现在风力发电机组稳定运行的前提下向电网提供最大的调频功率。

因此，需要更准确地检测风力发电机组的可用有功功率的技术。

发明内容

本发明的目的在于提供检测风力发电机组的可用有功功率的方法和设备。

本发明的一方面提供一种检测风力发电机组的可用有功功率的方法，所述方法包括：获取风力发电机组的风轮机的转子的当前转速和当前输出的有功功率；基于所述当前转速和所述当前输出的有功功率，确定风力发电机组的有效风速；根据所述有效风速和风力发电机组在所述当前转速下的最大风能利用率系数，确定风力发电机组在所述当前转速下能够捕获的最大有功功率；根据所述能够捕获的最大有功功率以及对应的功率损耗确定风力发电机组能够输出的最大有功功率，并确定风力发电机组在所述当前转速下能够持续预定时间释放风轮机的旋转动能的释放功率；根据所述能够输出的最大有功功率、所述释放功率、以及所述当前输出的有功功率，确定风力发电机组的可用有功功率。

可选地，确定风力发电机组的有效风速的步骤包括：基于所述当前转速和所述当前输出的有功功率，确定风力发电机组的当前叶尖速比；根据所述当前叶尖速比和所述当前转速，确定风力发电机组的有效风速。

可选地，确定风力发电机组的当前叶尖速比的步骤包括：根据所述当前转速和所述当前输出的有功功率，确定指示风电机组的风能利用率系数与叶尖速比的预定关系的关系值；根据风力发电机组的当前桨距角和确定的关系值，得到风力发电机组的当前叶尖速比。

可选地，得到风力发电机组的当前叶尖速比的步骤包括：从预定关系表获取与所述当前桨距角对应的风能利用率系数和叶尖速比的组合，其中，所述预定关系表记录了叶尖速比、桨距角、风能利用率系数之间的映射关系；从获取的风能利用率系数和叶尖速比的组合之中，获得具有与确定的关系值最接近的指示所述预定关系的关系值的组合；将获得的组合之中的叶尖速比作为所述当前叶尖速比。

可选地，所述预定关系为风电机组的风能利用率系数与叶尖速比的三次方的比值。

可选地，所述最大风能利用率系数通过如下方式被获取：从预定关系表获取与所述当前叶尖速比对应的风能利用率系数，其中，所述预定关系表记录了叶尖速比、桨距角、风能利用率系数之间的映射关系；将获取的风能利用率系数之中的最大的风能利用率系数作为所述最大风能利用率系数。

可选地，确定风力发电机组的可用有功功率的步骤包括：计算所述能够输出的最大有功功率与所述释放功率的和，并将计算的和减去所述当前输出的有功功率。

可选地，所述预定时间为风力发电机组在一次调频中需要使得输出功率处于升高状态所持续的时间长度。