[发明专利]根据大气稳定度修正风电机组功率曲线的方法

说明书

本发明公开了一种根据大气稳定度修正风电机组功率曲线的方法，即：S1、建立风电机组轮毂高度处10分钟平均风速10分钟平均输出净功率数据库；S2、计算风电机组轮毂高度处10分钟平均大气稳定度；S3、对风电机组轮毂高度处10分钟平均风速进行初步修正，得到初步修正风速；S4、对初步修正风速再次进行修正，得到轮毂高度处10分钟平均风速的最终修正风速；S5、根据最终修正风速，在数据库中，查找最终修正风速对应的10分钟平均输出净功率，画出风电机组的修正功率曲线。

技术领域

本发明涉及一种根据实际环境情况修正风电机组功率曲线的方法，具体地说，本发明涉及一种根据实际环境中大气稳定度修正风电机组功率曲线的方法。本发明属于风力发电领域。

背景技术

在风电项目的可行性研究、机组选型、微观选址等工作中，需要使用风电机组的功率曲线来预测评估项目的年发电量水平。风电机组的功率曲线是指风机轮毂高度处10分钟平均风速和机组输出功率的函数曲线，其是评价风电机组发电性能优劣的重要指标。

通常，风电机组制造商在风电机组出厂时，提供该风电机组的功率曲线。然而，制造商提供的风电机组功率曲线通常是根据环境温度15℃，1个标准大气压，空气密度为1.225kg·m^-3的标准工况条件下，计算出的风电机组理论功率曲线。当风电机组安装好后，其实际运行时的自然气候和环境条件，与标准工况存在很大的差异，从而导致风电机组实际功率曲线与制造商提供的理论功率曲线发生偏离。根据投产运行的风电场的统计结果分析，发现风电机组现场实际测量的功率曲线大多要低于制造商提供的理论功率曲线。

最新研究发现，当大气稳定度变化时，其可通过影响湍流、风切变等风场结构参数，改变风电机组在运行过程中的功率曲线，影响幅度可达10％-20％，因此仅采用现场实际测量得到的功率曲线，未对其根据大气稳定度进行修正，则该测量得到的功率曲线难以真实反映风电机组的发电性能的优劣。

发明目的

鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种根据大气稳定度参数对测量得到的功率曲线进行修正的方法，以真实反映风电机组的发电性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种根据大气稳定度修正风电机组功率曲线的方法，其包括如下步骤：

S1、建立风电机组轮毂高度处10分钟平均风速和10分钟平均输出净功率数据库；

所述数据库包括风速范围在3-15m·s^-1区间，且大于180个小时内的所有10分钟平均风速数据，以及对应的所有10分钟平均输出净功率数据；

S2、计算风电机组轮毂高度处10分钟平均大气稳定度ζ；

其中，ζ是风电机组轮毂高度处10分钟平均大气稳定度；κ是卡曼常数，取0.4；g是重力加速度，取9.8m·s^-2；u′、v′、w′分别是轮毂高度处10分钟纵向、横向和竖向风速脉动量；T′是轮毂高度处10分钟温度脉动量；u_*是轮毂高度处10分钟平均摩擦速度；

S3、对风电机组轮毂高度处10分钟平均风速进行初步修正，修正大气环境对风电机组轮毂高度处风速空间分布的影响，得到初步修正风速

其中，是轮毂高度处10分钟平均风速的初步修正风速；z是积分高度；z_hub是风电机组轮毂hub处的高度；R是风电机组叶轮半径；u(z)是高度z处10分钟平均风速；轮毂高度处10分钟平均风速；κ是卡曼常数，取0.4；

S4、对初步修正风速再次进行修正，修正大气环境对风电机组轮毂高度处风速时间分布的影响，得到轮毂高度处10分钟平均风速的最终修正风速