提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)向測(cè)量儀位于葉輪后方，風(fēng)機(jī)運(yùn)行中需要根據(jù)風(fēng)向測(cè)量儀測(cè)得的風(fēng) 向?qū)崟r(shí)對(duì)風(fēng)，保證風(fēng)機(jī)始終正對(duì)風(fēng)向，W獲得最大的發(fā)電效率。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)電機(jī)組采用風(fēng)向儀的直接測(cè)量值進(jìn)行對(duì)風(fēng)，卻未考慮風(fēng)電機(jī)組 啟動(dòng)后葉輪的持續(xù)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的尾流導(dǎo)致風(fēng)向測(cè)量儀出現(xiàn)測(cè)量偏差的問題。
[0004] 根據(jù)存在偏差的直接風(fēng)向測(cè)量值進(jìn)行對(duì)風(fēng)控制導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組并未真正正對(duì)風(fēng)向， 使風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率沒有達(dá)到預(yù)期的最高水平和發(fā)電量的損失。

【發(fā)明內(nèi)容】
陽〇化]本技術(shù)方案要解決的問題是提供一種通過抵消風(fēng)電機(jī)組葉輪尾流對(duì)風(fēng)向的影響， 進(jìn)而提高風(fēng)機(jī)發(fā)電效率的方法。
[0006] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案：提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率的方法，包括如 下步驟：
[0007] S1、測(cè)得的在各風(fēng)速段V。及各葉輪轉(zhuǎn)速段ω。下風(fēng)向儀受到尾流干擾產(chǎn)生的偏差 AΘ。。的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；
[000引 S2、將S1中得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫中；
[0009] S3、利用傳感器測(cè)得當(dāng)前的風(fēng)速V和葉輪轉(zhuǎn)速ω，利用風(fēng)向儀測(cè)得當(dāng)前的風(fēng)向 白，；
[0010] S4、根據(jù)步驟S3中測(cè)得的風(fēng)速V和葉輪轉(zhuǎn)速ω，在步驟S2的數(shù)據(jù)庫中查找該風(fēng)速 V和葉輪轉(zhuǎn)速ω對(duì)應(yīng)的風(fēng)向儀受到尾流干擾產(chǎn)生的偏差ΔΘ，利用公式計(jì)算出實(shí)際風(fēng)向Θ =白，一Δ白；
[0011] S5、利用步驟S4中計(jì)算的Θ作為實(shí)際風(fēng)向參與風(fēng)機(jī)偏航控制。
[0012] 所述步驟S1中測(cè)得的在各風(fēng)速段V。及各葉輪轉(zhuǎn)速段ω。下風(fēng)向儀受到尾流干擾 產(chǎn)生的偏差A(yù)Θ。。為仿真測(cè)試或?qū)嶒?yàn)測(cè)得。 陽01引所述兩段風(fēng)速之間的間隔v"-v。1為0~Im/s等間隔，所述風(fēng)速分段方式為風(fēng)電 機(jī)組運(yùn)行風(fēng)速內(nèi)的平均分段，例如某型號(hào)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行風(fēng)速范圍為0~30m/s，那么分段間 隔可WW〇.5m/s(可根據(jù)需要在0~1內(nèi)任意選?。橐粎^(qū)間將風(fēng)速分為0~0.5, 0.5~ 1，1. 5~2··· 29. 5~30;所述兩段轉(zhuǎn)速之間的間隔ωη-ωη 1為10~100巧m等間隔，所述轉(zhuǎn) 速風(fēng)電機(jī)組額定轉(zhuǎn)速內(nèi)的平均分段，例如某型號(hào)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍為0~ISOOrpm，那 么分段間隔可50巧m(可根據(jù)需要在10~100內(nèi)任意選?。橐粎^(qū)間將轉(zhuǎn)速分為0~ 50, 50 ~100, 100 ~150··· 1750 ~1800。
[0014] 所分區(qū)間段的個(gè)數(shù)n，例如某型號(hào)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行風(fēng)速范圍為0~30m/s，那么分段 間隔可WW0. 5m/s(可根據(jù)需要在0~1內(nèi)任意選?。橐粎^(qū)間將風(fēng)速分為0~0. 5, 0. 5~ 1，1. 5~2…29. 5~30運(yùn)么多個(gè)區(qū)間段，則風(fēng)速段η=ο即表示ο~0. 5的風(fēng)速段。
[0015] 本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：由于本發(fā)明的實(shí)際測(cè)量風(fēng)向?qū)⒉煌L(fēng)速、葉輪 不同轉(zhuǎn)速時(shí)風(fēng)向儀受到尾流干擾產(chǎn)生的風(fēng)向偏差進(jìn)行校正，因此，風(fēng)電機(jī)組的對(duì)風(fēng)更加準(zhǔn) 確，由此也使得風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率得W提高，發(fā)電量更高。
【附圖說明】
[0016] 構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí) 施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0017] 圖1是本發(fā)明風(fēng)輪尾流對(duì)風(fēng)向測(cè)量產(chǎn)生的影響對(duì)比圖，上半部分是假設(shè)實(shí)際風(fēng)向 保持不變，風(fēng)輪靜止時(shí)，風(fēng)向儀正確對(duì)風(fēng)示意圖；下半部分是假設(shè)實(shí)際風(fēng)向保持不變，風(fēng)輪 開始轉(zhuǎn)動(dòng)后產(chǎn)生的尾流將導(dǎo)致風(fēng)向測(cè)量產(chǎn)生偏差的示意圖（風(fēng)電機(jī)組根據(jù)該錯(cuò)誤的風(fēng)向 進(jìn)行對(duì)風(fēng)導(dǎo)致偏離實(shí)際風(fēng)向）；
[0018] 圖2是風(fēng)向偏差與風(fēng)速和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的關(guān)系示意圖；
[0019] 圖3是風(fēng)電機(jī)組根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速和葉輪轉(zhuǎn)速對(duì)風(fēng)向偏差進(jìn)行風(fēng)向測(cè)量校正的流程 圖。
[0020] 圖中：1.下游風(fēng)向，2.風(fēng)輪，3.下游風(fēng)向，4.風(fēng)輪后方，5.風(fēng)向儀。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可W相 互組合。
[0022] 下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0023] 如圖1-3所示，圖1上半部分假設(shè)實(shí)際風(fēng)向保持不變，上游風(fēng)均勻平行，風(fēng)輪靜止 時(shí)，此時(shí)，從風(fēng)輪后方觀察，風(fēng)是均勻擴(kuò)散的，下游風(fēng)均勻擴(kuò)散，風(fēng)向儀正確對(duì)風(fēng)；圖1下半 部分是假設(shè)實(shí)際風(fēng)向保持不變，上游風(fēng)均勻平行，風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從風(fēng)輪后方觀察，風(fēng)螺旋狀 擴(kuò)散，下游風(fēng)出現(xiàn)螺旋狀尾流，導(dǎo)致風(fēng)向儀導(dǎo)致風(fēng)向測(cè)量產(chǎn)生偏差，風(fēng)電機(jī)組根據(jù)該錯(cuò)誤的 風(fēng)向進(jìn)行對(duì)風(fēng)導(dǎo)致偏離實(shí)際風(fēng)向。
[0024] 本實(shí)施例根據(jù)仿真測(cè)試及實(shí)驗(yàn)測(cè)得在各風(fēng)速段及各葉輪轉(zhuǎn)速段下風(fēng)向儀受到尾 流干擾產(chǎn)生的偏差統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，在風(fēng)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行中將直接測(cè)量的風(fēng)向數(shù)據(jù)減去偏差統(tǒng)計(jì) 數(shù)據(jù)作為實(shí)際風(fēng)向參與風(fēng)機(jī)偏航控制，提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率。
[0025] 設(shè)實(shí)驗(yàn)風(fēng)向保持不變，風(fēng)速為V，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速ω，風(fēng)向儀與風(fēng)向偏差為ΔΘ，風(fēng)電機(jī) 組不啟動(dòng)對(duì)風(fēng)，始終正對(duì)實(shí)驗(yàn)風(fēng)向。當(dāng)風(fēng)電機(jī)組未啟動(dòng)時(shí)，風(fēng)向儀幾乎不會(huì)受到葉輪尾流影 響時(shí)風(fēng)速為V。、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速為ω。、對(duì)應(yīng)風(fēng)向儀偏差Δ0。= 0 ;當(dāng)風(fēng)電機(jī)組處于發(fā)電狀態(tài)在某 一風(fēng)速Vi及某一風(fēng)輪轉(zhuǎn)速ω1造成的尾流影響下，風(fēng)向測(cè)量值與實(shí)際風(fēng)向產(chǎn)生偏差ΔΘ1; 當(dāng)風(fēng)速改變或控制風(fēng)輪轉(zhuǎn)速改變，將得到另一組數(shù)據(jù)V2、《2、Δ0 2,持續(xù)改變條件將得到一 系列的風(fēng)速，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速與風(fēng)向儀偏差的數(shù)據(jù)，即風(fēng)向偏差與風(fēng)速和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速的對(duì)應(yīng)關(guān)系數(shù) 組（見表1)。依據(jù)運(yùn)組數(shù)據(jù)，在實(shí)際風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行中，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)速和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速對(duì)上述數(shù)據(jù) 進(jìn)行檢索，找到對(duì)應(yīng)的風(fēng)向偏差值A(chǔ)Θ，然后用受到尾流影響的實(shí)際風(fēng)向測(cè)量值Θ'減去 該偏差值A(chǔ)Θ即為當(dāng)前實(shí)際風(fēng)向Θ，風(fēng)電機(jī)組根據(jù)該結(jié)果進(jìn)行對(duì)風(fēng)即可獲得最大發(fā)電效 率。
[0026]表1
[0027]
[0028] 假設(shè)風(fēng)電機(jī)組正對(duì)風(fēng)向能獲得的最大動(dòng)能為E，依照現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組對(duì)風(fēng) 控制時(shí)，風(fēng)電機(jī)組偏離實(shí)際風(fēng)向Θ'，導(dǎo)致受風(fēng)面積減小，獲得的最大動(dòng)能為E*cos0 '，而 根據(jù)新的風(fēng)向測(cè)量算法，獲得動(dòng)能將為E*cos0。由于Θ相比Θ'更接近真實(shí)風(fēng)向，所W cosΘ〉cosΘ，，獲得動(dòng)能方面E*C0SΘ〉E*C0SΘ，。
[0029] W上對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例， 不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng) 仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率的方法，其特征在于：包括如下步驟： 51、 測(cè)得的在各風(fēng)速段vn及各葉輪轉(zhuǎn)速段ωn下風(fēng)向儀受到尾流干擾產(chǎn)生的偏差 Αθnn的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)； 52、 將S1中得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫中； 53、 利用傳感器測(cè)得當(dāng)前的風(fēng)速v和葉輪轉(zhuǎn)速ω，利用風(fēng)向儀測(cè)得當(dāng)前的風(fēng)向Θ' ； 54、 根據(jù)步驟S3中測(cè)得的風(fēng)速ν和葉輪轉(zhuǎn)速ω，在步驟S2的數(shù)據(jù)庫中查找該風(fēng)速ν和 葉輪轉(zhuǎn)速ω對(duì)應(yīng)的風(fēng)向儀受到尾流干擾產(chǎn)生的偏差△Θ，利用公式計(jì)算出實(shí)際風(fēng)向Θ= θ，_ΔΘ; 55、 利用步驟S4中計(jì)算的Θ作為實(shí)際風(fēng)向參與風(fēng)機(jī)偏航控制。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率的方法，其特征在于：所述步驟S1中 測(cè)得的在各風(fēng)速段νη及各葉輪轉(zhuǎn)速段ωη下風(fēng)向儀受到尾流干擾產(chǎn)生的偏差△θηη為仿真 測(cè)試或?qū)嶒?yàn)測(cè)得。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率的方法，其特征在于：所述兩段風(fēng)速 之間的間隔νη-νη :為〇~lm/s等間隔，所述兩段轉(zhuǎn)速之間的間隔ωη-ωη 10~l〇〇rpm 等間隔。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率的方法，包括1、測(cè)得各風(fēng)速段vn及各葉輪轉(zhuǎn)速段ωn下風(fēng)向儀受到尾流干擾產(chǎn)生的偏差Δθnn的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；2、將1得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫；3、測(cè)得當(dāng)前的風(fēng)速v和葉輪轉(zhuǎn)速ω，測(cè)得當(dāng)前的風(fēng)向θ’；4、根據(jù)3測(cè)得的當(dāng)前風(fēng)速v和葉輪轉(zhuǎn)速ω，在數(shù)據(jù)庫中查找該風(fēng)速v和葉輪轉(zhuǎn)速ω對(duì)應(yīng)的風(fēng)向儀受到尾流干擾產(chǎn)生的偏差Δθ，利用公式計(jì)算出實(shí)際風(fēng)向θ＝θ’–Δθ；5、利用步驟4計(jì)算的θ作為實(shí)際風(fēng)向參與風(fēng)機(jī)偏航控制。由于本發(fā)明的實(shí)際測(cè)量風(fēng)向?qū)⒉煌L(fēng)速、葉輪不同轉(zhuǎn)速時(shí)風(fēng)向儀受到尾流干擾產(chǎn)生的風(fēng)向偏差進(jìn)行校正，因此，風(fēng)電機(jī)組的對(duì)風(fēng)更加準(zhǔn)確，由此也使得風(fēng)機(jī)的發(fā)電效率得以提高，發(fā)電量更高。
【IPC分類】F03D7/02
【公開號(hào)】CN105298748
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510778625
【發(fā)明人】蘇倩, 劉朋, 侯立軍, 張新強(qiáng)
【申請(qǐng)人】天津瑞能電氣有限公司
【公開日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年11月13日