[发明专利]一种风力机远距离传播噪声与发电功率协同主动控制方法

说明书

本发明公开了一种风力机远距离传播噪声与发电功率协同主动控制方法，包括处理监测高精度气象数据、计算风力机气动噪声源、计算风力机噪声传播损失和运行风力机噪声与功率协同控制方法几个步骤；能够使得风力机在保证居民处噪音达标的前提下，智能地调控风力机进行变速、变桨等动作，降低因降噪造成的经济损失。

技术领域

本发明属于风力机领域，具体涉及一种风力机远距离传播噪声与发电功率协同主动控制方法。

背景技术

风能是可再生能源的重要组成部分，是我国实现非石化能源占总能源消耗比例20％目标(2030年)的重要保障。同时，风电也是我国能源可持续发展的战略性产业，其在本世纪内的发展前景是广阔而确定的。自19世纪70年代起，风力机装机数量迅速增加，至今中国风电装机约占全球四分之一，并保持着持续增长。近期，由于陆上风电在高风速区装机量趋于饱和，陆上风电向着离城镇和居民点更近的低风速区发展。风力机的噪声对附近居民的干扰问题愈加明显。即使风力机与居民点之间距离大于几百米甚至数千米，风力机噪声仍可能以超过标准的声压级水平传播到居民点处。考虑到电能传输损失和运输安装便利等因素，不少风电场建设在距离居民区数百米附近，风电机组和风电场对居民产生噪声困扰将是在所难免的。

一般而言，若要降低风力机的气动噪声需要进行低噪声叶片设计和噪声传播预测。然而，目前国内风电的快速发展仍然沿袭着“先污染，后治理”的思路，这种短视且急功近利的行为模式，会在未来带来很多环境与经济问题。目前风力机普遍采用加装尾缘锯齿、降转速运行、夜间停机、居民点搬迁等措施。其中，加装尾缘锯齿大约能降低1～2分贝左右的噪声声压级；将受到噪声困扰的居民搬迁成本居高不下，也会带来社会问题；在居民投诉时就降速运行甚至停机是过于简单粗暴的策略，是非智能的、非经济的。此外，即使在标准规定的位置处(例如距离塔筒200米)，风力机噪声声压级可能达标；但是在特定的地形气象条件下，传播到更远的居民点处的声压级反而会更高。以上这些手段，都不能精确地保证居民点处的噪音满足标准。并且会因简单的降速、停机措施，带来巨大的经济损失。

因而，传统的非智能式的风力机噪声控制方法已经不能满足低风速、靠近居民点、复杂地形的要求。本发明创新了一种风力机远距离传播噪声与发电功率协同主动控制方法，能够使得风力机在保证居民处噪音达标的前提下，智能地调控风力机进行变速、变桨等动作，降低因降噪造成的经济损失。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种风力机远距离传播噪声与发电功率协同主动控制方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种风力机远距离传播噪声与发电功率协同主动控制方法，包括以下步骤：

步骤S1、处理监测高精度气象数据，得到风速V、风向Ang、气压P、空气密度Den、空气温度Tem、湍流强度Int和风剪切指数Wsh数据，再进行滤波处理，计算滤波后的风速V、风向Ang、空气密度Den、空气温度Tem和风剪切指数Wsh数据在预设时间段T1内的平均值；

步骤S2、基于步骤S1得到的滤波后的风速V、风向Ang、气压P、空气密度Den、空气温度Tem、湍流强度Int和和风剪切指数Wsh数据在预设时间段T1内的平均值，计算风力机气动噪声源，得到噪声源的声功率级SPW；

步骤S3、基于所述步骤S1得到的风速V、风向Ang、气压P、空气密度Den、空气温度Tem、湍流强度Int和风剪切指数Wsh数据在预设时间段T1内的平均值以及所述步骤S2得到的噪声源的声功率级SPW，计算风力机噪声传播损失，得到居民点或居民区处的平均总声压级SPL，并判断其是否符合相关噪声标准或规定；