[发明专利]一种提升风力发电机组发电量的方法

说明书

本发明公开了一种提升风力发电机组发电量的方法，通过数据分析得到机组最优功率曲线所处于的对风偏差区间，选取该区间中间值作为机舱风向标在初始校零基础上的重新校正角度，以此来重新校正机舱风向标，从而优化机组功率曲线，进而提升单台乃至全场机组的发电量，增加风电场的直接经济效益。

技术领域

本发明涉及大型半直驱风机的技术领域，尤其是指一种提升风力发电机组发电量的方法。

背景技术

功率曲线用于描绘风电发电机组功率输出与风速的关系，功率曲线越好代表机组性能越好，相应的发电量也就越多。

影响机组功率曲线的因素有多种，其中一个非常重要的因素就是来流风向与机头朝向的偏差(对风偏差)的影响。如图1所示，为风能损失随对风偏差变化示意图。理论上，当对风偏差为0°时，机组功率曲线最优，偏差越大，机组功率曲线越差。

目前，风电场机组在实际对风时存在一些不足和问题。

一般情况，风电场机组的风向标安装在机舱机尾处，并且部分机组的风向标并未安装在机舱中轴线上，而是偏左或者偏右。由于风向标受到机组尾流的影响以及安装位置的影响，当风向标校零后风向读数为0°时，风轮并未正对风而是与来流风向存在一定的偏差，即对风偏差不为0°，从而影响机组发电量。如图2所示，为同一时间段内不同对风偏差对机组功率曲线影响的示意图。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提升风力发电机组发电量的方法，解决了由于风向标受到机组尾流的影响或安装位置的影响，风机在实际运行过程中的发电量低于理论设计的问题。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种提升风力发电机组发电量的方法，包括以下步骤，

1)当机舱风向标初步校零后，通过风电场SCADA系统或大数据平台集控系统采集风机的秒级数据，数据标签点包括风速、风向、对北风向、空气密度、电网有功功率、机组运行模式和限功率类别；

2)将连续的秒级数据分割为多个连续且相等时间的分割样本，对每个分割样本进行风速标准化，即将实际空气密度下的风速转化到合同空气密度的风速，筛选出机组在并网且不限功率状态下的样本，根据筛选后的样本绘制机组功率曲线，并且与合同功率曲线对比计算发电量考核值；

3)将筛选后的样本按照标签点风向即对风偏差区间进行归类和统计，每一个对风偏差区间以整数为中心，区间宽度为设定宽度；对风偏差区间的平均值是所有落入该对风偏差区间的分割样本的平均值，每个对风偏差区间的分割样本归类完成后，绘制各个对风偏差区间数据对应的功率曲线，并且与合同功率曲线对比计算功率曲线拟合度，从而找到最优功率曲线拟合度对应的对风偏差区间，记录区间平均值即为风向需要重新校正的角度；

4)在机组控制面板的风向校正界面，以风向初步校零后的角度为基础，风向重新校正步骤3)记录的角度，并且记录风向重新校正时间；

5)通过风电场SCADA系统或大数据平台集控系统采集风机的风向重新校正后的秒级数据，数据标签点包括风速、风向、对北风向、空气密度、电网有功功率、机组运行模式和限功率类别；

6)将连续的秒级数据分割为多个连续且相等时间的分割样本，对每个分割样本进行风速标准化，即将实际空气密度下的风速转化到合同空气密度的风速，筛选出机组在并网且不限功率状态下的样本，根据筛选后的样本绘制机组功率曲线，并且与合同功率曲线对比计算发电量考核值，对比风向重新校正角度前后的发电量考核值，进而得出发电量的提升。

进一步，在步骤2)和步骤6)中，所筛选样本数据库覆盖扩展的风速范围，即从比机组切入风速低1m/s开始到额定功率85％对应风速的1.5倍；每个0.5m/s风速的bin区间至少包含3个分割样本的采集数据，即至少包含30分钟的采集数据，数据库包含至少180小时的采集数据。