專利名稱：變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是目前最具有經(jīng)濟價值的可再生能源，根據(jù)中國國家發(fā)改委能源研究所發(fā)布《中國風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》，中國風(fēng)電未來40年的發(fā)展目標:到2020年、2030年和2050年，風(fēng)電裝機容量將分別達到2億、4億和10億千瓦，到2050年，風(fēng)電將滿足17%的國內(nèi)電力需求。目前，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)逐步大規(guī)模廣泛商業(yè)化應(yīng)用，而變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組已經(jīng)成為大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電的主要設(shè)備。根據(jù)確定風(fēng)場的風(fēng)資源情況，在確定的風(fēng)速威布爾分布參數(shù)Ai 后，可以通過優(yōu)化變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組切入風(fēng)速、額定風(fēng)速和切出風(fēng)速，優(yōu)化平均功率，得到盡可能多的總發(fā)電量。在不同風(fēng)資源條件下，由于風(fēng)頻分布的不同、空氣密度不同以及湍流強度不同即使同種型號的風(fēng)力發(fā)電機組若采用相同的功率曲線年發(fā)電量也有可能存在較大的差異。中國幅員遼闊，各地區(qū)間風(fēng)資源條件可能有明顯的差異，各地區(qū)間并網(wǎng)電價也可能并不相同。通過調(diào)整變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組切入風(fēng)速、額定風(fēng)速、切出風(fēng)速、啟動轉(zhuǎn)速、額定轉(zhuǎn)速等相關(guān)控制參數(shù)可以實現(xiàn)變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種針對風(fēng)資源特性的變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化設(shè)計方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是該方法包括以下步驟:
步驟1:獲取風(fēng)力發(fā)電機組相關(guān)機械參數(shù)及葉片翼型參數(shù)；
步驟2:繪制風(fēng)力發(fā)電機組坎貝爾圖，依據(jù)坎貝爾圖確定變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組的安全轉(zhuǎn)速范圍
權(quán)利要求
1.變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是包括以下步驟: 步驟1:獲取風(fēng)力發(fā)電機組相關(guān)機械參數(shù)及葉片翼型參數(shù)； 步驟2:繪制風(fēng)力發(fā)電機組坎貝爾圖，依據(jù)坎貝爾圖確定變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組的安全轉(zhuǎn)速范圍
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是步驟4中，最大功率追蹤最低風(fēng)速
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是步驟5中，額定風(fēng)速％的求解方法可以采用求解非線性方程求得，該方程可以表述為下式:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是步驟5中，通過切入轉(zhuǎn)速確定風(fēng)力發(fā)電機組切入風(fēng)速1 可以采用求解非線性方程求得，該方程可以表述為下式:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是切出風(fēng)速. 可以根據(jù)在風(fēng)輪保持額定轉(zhuǎn)速 .,.并且通過調(diào)整槳距角度保持額定功率輸出時，風(fēng)輪平面承受的最大推力⑤《來確定，該求解方法可以表述為以下方程組:
6.6.根據(jù)權(quán)利要求1所述變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是步驟6中，風(fēng)輪的功率曲線可以按照下式來確定:
全文摘要
本發(fā)明公開一種變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法。本發(fā)明提出的變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線優(yōu)化方法分為9個步驟，最終根據(jù)計算容量系數(shù)確定針對確定風(fēng)資源條件的最優(yōu)功率曲線。本發(fā)明提出了一種針對變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機組機型確定的情況下，通過優(yōu)化機組控制參數(shù)實現(xiàn)變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組功率曲線與風(fēng)資源條件的最優(yōu)匹配，通過計算機枚舉尋優(yōu)實現(xiàn)基于容量系數(shù)最大的最優(yōu)功率曲線優(yōu)化設(shè)計方法。本發(fā)明的實質(zhì)是通過優(yōu)化變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組低于額定風(fēng)速以下最大功率追蹤風(fēng)速段實現(xiàn)基于容量系數(shù)最大的風(fēng)機最優(yōu)功率曲線優(yōu)化方法。本發(fā)明主要解決了針對確定的變速變槳風(fēng)力發(fā)電機組機型，在不同風(fēng)資源條件下最優(yōu)功率曲線優(yōu)化設(shè)計方法。
文檔編號F03D7/00GK103244348SQ20121002686
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月8日
發(fā)明者賈利民, 雷濤, 劉展 申請人:北京能高自動化技術(shù)股份有限公司