一種基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電測試技術(shù)領(lǐng)域，具體是指涉及一種基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)能作為可再生的清潔能源，在發(fā)電領(lǐng)域中具有極大的發(fā)展?jié)摿ΑｏL(fēng)力發(fā)電機組的功率特性曲線描述了風(fēng)速與機組輸出功率之間關(guān)系。根據(jù)功率特性不僅能夠判定風(fēng)電機組輸出性能的優(yōu)劣，而且還可以檢測風(fēng)電機組和設(shè)備運行狀況是否正常，以及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題。機組運行過程中測試得到的功率特性曲線如果超出設(shè)計依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)功率特性曲線，將使風(fēng)力發(fā)電機組處于超負(fù)荷狀態(tài)，影響機組壽命;而實際測試功率曲線低于制造商提供的標(biāo)準(zhǔn)功率曲線時，影響機組的年發(fā)電量，使投資者的投資回報率下降?？梢?，功率特性曲線對于風(fēng)電設(shè)備制造企業(yè)及風(fēng)電運營單位都具有重要的意義。
[0003]測量風(fēng)力發(fā)電機組功率特性過程中，風(fēng)電場的環(huán)境數(shù)據(jù)的測量是最重要的環(huán)節(jié)。在IEC標(biāo)準(zhǔn)中，提供的是運用測風(fēng)塔對風(fēng)力發(fā)電機組功率特性的方法。但在一個大型風(fēng)電場中，往往只有I到2個測風(fēng)塔，由于地形的差異，往往容易造成測風(fēng)塔對與整個風(fēng)電場的測風(fēng)不夠精確，而且，如果對單臺機組進(jìn)行測量時，測風(fēng)塔與該風(fēng)機的相對位置也決定了數(shù)據(jù)的精確度。由此看出，由于測風(fēng)塔的體積和標(biāo)定等因素導(dǎo)致了其應(yīng)用上具有很大的局限性。再者，測風(fēng)塔安裝時間長，危險性大，維護(hù)不變等缺點，也直接影響在某一風(fēng)電單臺機組功率曲線的測試中的應(yīng)用。
[0004]綜上所述，迫切需要一種能夠克服傳統(tǒng)風(fēng)力發(fā)電機組采用測風(fēng)塔進(jìn)行功率特性曲線測試的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法，以提供一種更加簡便準(zhǔn)確的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法。
[0006]本發(fā)明公開了如下技術(shù)方案:
[0007]—種基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法，包括以下步驟:
[0008]搭建風(fēng)電場環(huán)境數(shù)據(jù)測試平臺:根據(jù)IEC 61400-12-1:2005/GB/T 1841.2-2012將激光測風(fēng)雷達(dá)定位在距離待測風(fēng)電單臺機組2到4倍風(fēng)輪直徑的位置；
[0009]獲取風(fēng)電場環(huán)境數(shù)據(jù):利用所述激光測風(fēng)雷達(dá)采集風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、濕度、海拔高度和經(jīng)瑋度數(shù)據(jù)；
[0010]計算扇區(qū):根據(jù)IEC規(guī)定的扇區(qū)計算方法，結(jié)合所述風(fēng)電場環(huán)境數(shù)據(jù)，得出所述待測風(fēng)電單臺機組的扇區(qū)；
[0011]實時采集所述待測風(fēng)電單臺機組的三相電信號數(shù)據(jù)；
[0012]實時采集所述被測風(fēng)電單臺機組的槳距角、偏航角、轉(zhuǎn)速、定/轉(zhuǎn)子電壓和電流，有功/無功功率，直流母線電壓和電網(wǎng)頻率數(shù)據(jù)；
[0013]按照IEC61400-12-1對所述風(fēng)電場環(huán)境數(shù)據(jù)和相對應(yīng)的所述待測風(fēng)電單臺機組的實時采集數(shù)據(jù)以1min為周期進(jìn)行功率曲線計算。
[0014]優(yōu)選的，在上述基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法中，在搭建風(fēng)電場環(huán)境數(shù)據(jù)測試平臺之前，還包括以下步驟:
[0015]評估氣流畸變修正系數(shù)、評定氣流畸變引起的不確定度和判斷地形變化對所述激光測風(fēng)雷達(dá)定位位置的影響。
[0016]優(yōu)選的，在上述基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法中，所述激光測風(fēng)雷達(dá)的測試范圍為0-250m，定位在距離待測風(fēng)電單臺機組2-5米內(nèi)。
[0017]優(yōu)選的，在上述基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法中，采集所述風(fēng)電單臺機組數(shù)據(jù)的周期至少為正常運行下兩個月。
[0018]優(yōu)選的，在上述基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法中，所述按照IEC61400-12-1對所述風(fēng)電場環(huán)境數(shù)據(jù)和相對應(yīng)的所述待測風(fēng)電單臺機組的實時采集數(shù)據(jù)以1min為周期進(jìn)行功率曲線計算具體是指:
[0019]如果當(dāng)前1min內(nèi)存在任一秒出現(xiàn)在所述待測風(fēng)電單臺機組的扇區(qū)之外的數(shù)據(jù)，則將所述當(dāng)前1min數(shù)據(jù)全部剔除；
[0020]如果出現(xiàn)風(fēng)電機組停機或所述功率變送器故障或降級時，則將對應(yīng)時間段內(nèi)的數(shù)據(jù)剔除。
[0021]優(yōu)選的，在上述基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法中，所述按照IEC61400-12-1對所述風(fēng)電場環(huán)境數(shù)據(jù)和相對應(yīng)的所述待測風(fēng)電單臺機組的實時采集數(shù)據(jù)以1min為周期進(jìn)行功率曲線計算具體是指:
[0022]將所述激光測風(fēng)雷達(dá)采集到的風(fēng)速轉(zhuǎn)算到標(biāo)準(zhǔn)空氣密度下的風(fēng)速后，在進(jìn)行功率曲線計算。
[0023]由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明提供的基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法，使用激光測風(fēng)雷達(dá)可以有效的減少復(fù)雜地形對于風(fēng)速測量造成的誤差，極大的弱化了地形因素對于測試結(jié)果的影響，而且激光雷達(dá)設(shè)備相比傳統(tǒng)的測風(fēng)塔，具有安裝周期大幅度縮短，設(shè)備維護(hù)簡便的優(yōu)點，從而大大降低了在時間成本上。上述測量方法是一種快速提供實際測量得到可信功率特性曲線的方法，也是一種與廠家提供的功率特性曲線的比較快速找出實際運行的問題的方法。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明提供的基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法，提供了一種更加簡便準(zhǔn)確的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法。
[0025]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本說明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合對本說明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本說明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒菊f明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本說明保護(hù)的范圍。
[0026]本發(fā)明實施例提供了一種基于激光測風(fēng)雷達(dá)的風(fēng)電單臺機組功率曲線測試方法，包括以下步驟:
[0027]第一步，搭建風(fēng)電場環(huán)境數(shù)據(jù)測試平臺:根據(jù)IEC 61400-12-1:2005/GB/T1841.2-2012將激光測風(fēng)雷達(dá)定位在距離待測風(fēng)電單臺機組2到4倍風(fēng)輪直徑的位置；
[0028]例如，在本發(fā)明人所在測量試驗中，待測風(fēng)電機組的風(fēng)輪直徑大概為35m，所述激光測風(fēng)雷達(dá)的測試范圍為0-250m，定位在距離待測風(fēng)電單臺機組2-5米內(nèi)，即可符合IEC61400-12-1:2005/GB/T 1841.2-2012對采集風(fēng)電場環(huán)境數(shù)據(jù)的有效距離的要求。
[0029]為了更準(zhǔn)確的選擇激光測風(fēng)雷達(dá)的安裝位置，在上述基于激光