專利名稱：風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種統(tǒng)計裝置，特別是指一種風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置。
背景技術(shù)：
近年來，我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，尤其在我國新疆、甘肅、內(nèi)蒙古、河北以及東北等 地區(qū)風(fēng)電在電資源中的比重逐漸增大，出現(xiàn)了因電網(wǎng)不能滿足風(fēng)電的快速發(fā)展而實施的不 同程度的限負(fù)荷。目前，用來統(tǒng)計風(fēng)電場因限負(fù)荷而導(dǎo)致電量損失的主要方法是由風(fēng)電場根據(jù)其被 限負(fù)荷的實際情況，以人工方式進行繁瑣的數(shù)據(jù)收集、匯總和分析工作，工作效率低下，而 由此得出的統(tǒng)計數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性較差，并缺乏統(tǒng)計依據(jù)。

實用新型內(nèi)容有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置，以解決現(xiàn)行限 電統(tǒng)計方式工作效率低下的問題，并保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，為后期解決電量損失 的科研提供了可靠的統(tǒng)計依據(jù)。本實用新型提供的一種風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置，包括風(fēng)向測量單元1，用于實時測量風(fēng)電場風(fēng)向；風(fēng)速測量單元3，用于實時測量風(fēng)電場風(fēng)速；中央處理單元9，與上述單元電連接，用于根據(jù)所述風(fēng)電場風(fēng)向計算出風(fēng)電場風(fēng)向 因子，結(jié)合所述風(fēng)向因子和所述風(fēng)電場風(fēng)速計算出有效風(fēng)速功率，根據(jù)有效風(fēng)速功率計算、 統(tǒng)計出風(fēng)電場在停運時間內(nèi)的限電量；存儲單元8，與中央處理單元9電連接，用于存儲統(tǒng)計出的所述限電量。由上可以看出，所述風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置可以實時、快速地計算、統(tǒng)計出風(fēng)電場在 停運時間內(nèi)的限電量，并能保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性。上述的裝置，其特征在于，所述風(fēng)向測量單元1為以下之一以絕對式格雷碼盤編碼，以光電信號轉(zhuǎn)換原理可以準(zhǔn)確地輸出相對應(yīng)的風(fēng)向信息 的風(fēng)向傳感器；采用以電子羅盤定位絕對方向通過串行通訊接口輸出風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感
ο由上可以看出，本實用新型風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置的風(fēng)向測量單元1具有結(jié)構(gòu)簡 單，價格低廉的特點。上述裝置，其特征在于，所述風(fēng)速測量單元3為以下之一超聲波式風(fēng)速傳感器、霍爾效應(yīng)風(fēng)速傳感器。由上可以看出，本實用新型風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置的風(fēng)速測量單元3具有抗風(fēng)沙損 耗的特點。上述裝置，其特征在于，所述風(fēng)向測量單元1和風(fēng)速測量單元3為一體設(shè)置的超聲 波共振式集風(fēng)速風(fēng)向傳感器。
3[0018]由上可以看出，本實用新型的風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置的風(fēng)向測量單元1和風(fēng)速測量 單元3為一體設(shè)置的超聲波共振式集風(fēng)速風(fēng)向傳感器具有結(jié)構(gòu)緊湊、小巧，易于實現(xiàn)加熱 補償?shù)奶攸c，適用于低溫、潮濕、沙石環(huán)境，并具有先進的EMC和防雷保護性，高可靠性。上述裝置，其特征在于，所述中央處理單元9包括風(fēng)向因子轉(zhuǎn)換單元2，用于計算出與所述風(fēng)電場風(fēng)向?qū)?yīng)的風(fēng)向因子；有效風(fēng)速計算單元4，用于根據(jù)所述風(fēng)電場風(fēng)速和風(fēng)向因子計算出風(fēng)電場的有效 風(fēng)速；有效風(fēng)速功率計算單元5，用于計算出所述有效風(fēng)速功率；計時單元6，用于計量風(fēng)電場停運時間；統(tǒng)計單元7，用于根據(jù)所述有效風(fēng)速功率計算、統(tǒng)計在風(fēng)電場停運時間內(nèi)的限電量。由上可以看出，本實用新型的風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置可以準(zhǔn)確、快速地統(tǒng)計出風(fēng)電 場在停運時間內(nèi)或停運時間中某一時間段內(nèi)的限電量。

圖1為本實用新型風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合圖1詳細介紹本實用新型提供的一種風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置。如圖1所示，本實用新型一種風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置主要由風(fēng)向測量單元1，風(fēng)向因 子轉(zhuǎn)換單元2，風(fēng)速測量單元3，有效風(fēng)速計算單元4，有效風(fēng)速功率計算單元5，計時單元6， 統(tǒng)計單元7和存儲單元8組成，其中風(fēng)向測量單元1用于實時測量風(fēng)電場風(fēng)向。本實施例的風(fēng)向測量單元1為用來 測量近地風(fēng)向的風(fēng)向傳感器，可根據(jù)需要選用以絕對式格雷碼盤編碼，以光電信號轉(zhuǎn)換原 理可以準(zhǔn)確地輸出相對應(yīng)的風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器，采用以電子羅盤定位絕對方向通過 RS485等串行通訊接口輸出風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器等等。風(fēng)向因子轉(zhuǎn)換單元2用于計算出與所述風(fēng)電場風(fēng)向?qū)?yīng)的風(fēng)向因子。在本實施例 中，風(fēng)向因子轉(zhuǎn)換單元2可以根據(jù)由風(fēng)向與風(fēng)向因子之間的對應(yīng)關(guān)系確定的函數(shù)計算出風(fēng) 電場風(fēng)向因子，也可以用查表的方式查出與風(fēng)電場風(fēng)向相對應(yīng)的風(fēng)電場風(fēng)向因子。風(fēng)速測量單元3用于實時測量風(fēng)電場風(fēng)速。本實施例的風(fēng)速測量單元3為用來測 量近地風(fēng)速的風(fēng)速傳感器，可根據(jù)需要選用不受溫濕度影響，適用于有顆粒的氣流中的超 聲波式風(fēng)速傳感器，適用于受回車、溫度、振動等其他環(huán)境因素影響的場合的霍爾效應(yīng)風(fēng)速 傳感器等等。有效風(fēng)速計算單元4用于根據(jù)所述風(fēng)電場的風(fēng)速和風(fēng)向因子計算出風(fēng)電場的有 效風(fēng)速。本實施例由以下公式Y(jié)' = VXA計算出所述有效風(fēng)速，其中，(是有效風(fēng)速，V是風(fēng)電場風(fēng)速，A是風(fēng)電場風(fēng)向因 子。有效風(fēng)速功率計算單元5用于計算出所述有效風(fēng)速的功率。在本實施例中，有效風(fēng)速功率計算單元5可以根據(jù)由風(fēng)速與風(fēng)速功率之間的對應(yīng)關(guān)系確定的函數(shù)計算出有效 風(fēng)速功率，也可以用查表的方式得到與有效風(fēng)速相對應(yīng)的有效風(fēng)速功率。計時單元6用于計量風(fēng)電場停運時間。在本實施例中，風(fēng)電場停運時間包括調(diào)度 停運時間和受累停運時間。統(tǒng)計單元7用于計算、統(tǒng)計在風(fēng)電場停運時間內(nèi)有效風(fēng)速功率的發(fā)電量，即限電 量。本實施例統(tǒng)計單元7由以下公式Q = PXT 計算、統(tǒng)計出風(fēng)電場在該時間段內(nèi)的限電量，也就是所述風(fēng)電場停運時間帶來的 發(fā)電量損失。其中，Q是限電量，P是有效風(fēng)速功率，T是風(fēng)電場停運時間。存儲單元8用于存儲由統(tǒng)計單元7計算、統(tǒng)計出的限電量。本實施例存儲單元8 選用高速FLASH存儲所述統(tǒng)計結(jié)果。上述風(fēng)向因子轉(zhuǎn)換單元2，有效風(fēng)速計算單元4，有效風(fēng)速功率計算單元5，計時單 元6和統(tǒng)計單元7可共同構(gòu)成圖1示出的與其他單元電連接的中央處理單元9。本實施例 的中央處理單元9為單片機。此外，本實施例可采用集風(fēng)向測量單元1和風(fēng)速測量單元3為一體的超聲波共振 式集風(fēng)速風(fēng)向傳感器，具有結(jié)構(gòu)緊湊、小巧，易于實現(xiàn)加熱補償，適用于低溫、潮濕、沙石環(huán) 境，并具有先進的EMC和防雷保護性，高可靠性。下面對本實用新型提供的風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置的工作原理進行介紹。首先，所述風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置通過風(fēng)向測量單元1和風(fēng)速測量單元3測量出風(fēng) 電場的風(fēng)向和風(fēng)速，然后中央處理單元9根據(jù)所述風(fēng)電場的風(fēng)向和風(fēng)速計算、統(tǒng)計出風(fēng)電 場在停運時間內(nèi)的限電量，即發(fā)電量損失，并將所述限電量存儲于存儲單元8中便于以后 的調(diào)用。其中，所述風(fēng)電場的風(fēng)向和風(fēng)速在中央處理單元9中的具體處理過程如下先由風(fēng)向因子轉(zhuǎn)換單元2計算出風(fēng)電場風(fēng)向因子，其中簡單的，可以根據(jù)風(fēng)向與 有效風(fēng)向(有效風(fēng)向指垂直于風(fēng)力發(fā)電機葉片的風(fēng)向)之間的角度的COS函數(shù)去計算風(fēng)向 因子，如風(fēng)向與有效風(fēng)向相同(即角度為0度)時風(fēng)向因子為1，風(fēng)向與有效風(fēng)向垂直(即 角度為90度)時風(fēng)向因子為0。更全面的，可以再加入影響風(fēng)向的其他主要因素，例如氣 壓、空氣摩擦阻力等作為計算風(fēng)向因子的加權(quán)值。其中，可根據(jù)由風(fēng)向與風(fēng)向因子之間的對 應(yīng)關(guān)系確定的函數(shù)(如上所述cos函數(shù))計算出所述風(fēng)電場風(fēng)向因子，也可以用查表的方 式查出與風(fēng)電場風(fēng)向相對應(yīng)的風(fēng)電場風(fēng)向因子；然后通過有效風(fēng)速計算單元計算出有效風(fēng) 速，即使用下列公式Y(jié)' = VXA計算出所述有效風(fēng)速，其中，(是有效風(fēng)速，V是風(fēng)電場風(fēng)速，A是風(fēng)電場風(fēng)向因 子；接著，有效風(fēng)速功率計算單元5求出有效風(fēng)速帶來的有效風(fēng)速功率，其中，可以根據(jù)由 風(fēng)速與風(fēng)速功率之間的對應(yīng)關(guān)系確定的函數(shù)計算出有效風(fēng)速功率，也可以用查表的方式得 到與有效風(fēng)速對應(yīng)的有效風(fēng)速功率；最后，由統(tǒng)計單元7計算、統(tǒng)計出風(fēng)電場在停運時間內(nèi) 的限電量后，將所述限電量存儲于存儲單元8中便于以后的調(diào)用。其中，統(tǒng)計單元7使用下 列公式Q = PXT計算、統(tǒng)計出風(fēng)電場在該時間段內(nèi)的限電量，也就是所述風(fēng)電場停運時間帶來的發(fā)電量損失。其中，Q是限電量，P是有效風(fēng)速功率，T是風(fēng)電場停運時間，由計時單元6計 量得出，包括調(diào)度停運時間和受累停運時間。不難理解，上述公式可以有代表 不同的時間段 的Ti來計算出整個的Q，這樣可以考慮到不同的時間段內(nèi)風(fēng)向、風(fēng)速的變化量。即Q =Σ (PiXTi), i = l、2...n。其中Ti指的風(fēng)電場停運時間所包含的不同的時間段，Pi指對應(yīng)時間段內(nèi)的計算的 有效風(fēng)速功率。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置，其特征在于，包括風(fēng)向測量單元(1)，用于實時測量風(fēng)電場風(fēng)向；風(fēng)速測量單元(3)，用于實時測量風(fēng)電場風(fēng)速；中央處理單元(9)，與上述單元電連接，用于根據(jù)所述風(fēng)電場風(fēng)向計算出風(fēng)電場風(fēng)向因子，結(jié)合所述風(fēng)向因子和所述風(fēng)電場風(fēng)速計算出有效風(fēng)速功率，根據(jù)有效風(fēng)速功率計算、統(tǒng)計出風(fēng)電場在停運時間內(nèi)的限電量；存儲單元(8)，與中央處理單元(9)電連接，用于存儲統(tǒng)計出的所述限電量。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述風(fēng)向測量單元(1)為以下之一以絕對式格雷碼盤編碼，以光電信號轉(zhuǎn)換原理可以準(zhǔn)確地輸出相對應(yīng)的風(fēng)向信息的風(fēng) 向傳感器；采用以電子羅盤定位絕對方向通過串行通訊接口輸出風(fēng)向信息的風(fēng)向傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述風(fēng)速測量單元(3)為以下之一 超聲波式風(fēng)速傳感器、霍爾效應(yīng)風(fēng)速傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的裝置，其特征在于，所述風(fēng)向測量單元(1)和風(fēng)速測量 單元(3)為一體設(shè)置的超聲波共振式集風(fēng)速風(fēng)向傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述中央處理單元(9)包括 風(fēng)向因子轉(zhuǎn)換單元(2)，用于計算出與所述風(fēng)電場風(fēng)向?qū)?yīng)的風(fēng)向因子；有效風(fēng)速計算單元(4)，用于根據(jù)所述風(fēng)電場風(fēng)速和風(fēng)向因子計算出風(fēng)電場的有效風(fēng)速；有效風(fēng)速功率計算單元(5)，用于計算出所述有效風(fēng)速功率； 計時單元(6)，用于計量風(fēng)電場停運時間；統(tǒng)計單元(7)，用于根據(jù)所述有效風(fēng)速功率計算、統(tǒng)計在風(fēng)電場停運時間內(nèi)的限電量。
專利摘要本實用新型提供的一種風(fēng)電場限電統(tǒng)計裝置，包括風(fēng)向測量單元(1)，用于實時測量風(fēng)電場風(fēng)向；風(fēng)速測量單元(3)，用于實時測量風(fēng)電場風(fēng)速；中央處理單元(9)，與上述單元電連接，用于根據(jù)所述風(fēng)電場風(fēng)向計算出風(fēng)電場風(fēng)向因子，結(jié)合所述風(fēng)向因子和所述風(fēng)電場風(fēng)速計算出有效風(fēng)速功率，根據(jù)有效風(fēng)速功率計算、統(tǒng)計出風(fēng)電場在停運時間內(nèi)的限電量；存儲單元(8)，與中央處理單元(9)電連接，用于存儲統(tǒng)計出的所述限電量。以解決現(xiàn)行限電統(tǒng)計方式工作效率低下的問題，并保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性，為后期解決電量損失的科研提供了可靠的統(tǒng)計依據(jù)。
文檔編號F03D9/00GK201705562SQ20102019648
公開日2011年1月12日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
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