CN105298748A - 提高风电机组发电效率的方法 - Google Patents

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苏倩
刘朋
侯立军
张新强
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Abstract

本发明提供一种提高风电机组发电效率的方法，包括1、测得各风速段vn及各叶轮转速段ωn下风向仪受到尾流干扰产生的偏差Δθnn的统计数据；2、将1得到的统计数据输入数据库；3、测得当前的风速v和叶轮转速ω，测得当前的风向θ’；4、根据3测得的当前风速v和叶轮转速ω，在数据库中查找该风速v和叶轮转速ω对应的风向仪受到尾流干扰产生的偏差Δθ，利用公式计算出实际风向θ＝θ’–Δθ；5、利用步骤4计算的θ作为实际风向参与风机偏航控制。由于本发明的实际测量风向将不同风速、叶轮不同转速时风向仪受到尾流干扰产生的风向偏差进行校正，因此，风电机组的对风更加准确，由此也使得风机的发电效率得以提高，发电量更高。

Description

提高风电机组发电效率的方法
技术领域
本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种提高风电机组发电效率的方法。
背景技术
风电机组的风向测量仪位于叶轮后方，风机运行中需要根据风向测量仪测得的风向实时对风，保证风机始终正对风向，以获得最大的发电效率。
在现有技术中，风电机组采用风向仪的直接测量值进行对风，却未考虑风电机组启动后叶轮的持续旋转产生的尾流导致风向测量仪出现测量偏差的问题。
根据存在偏差的直接风向测量值进行对风控制导致风电机组并未真正正对风向，使风电机组的发电效率没有达到预期的最高水平和发电量的损失。
发明内容
本技术方案要解决的问题是提供一种通过抵消风电机组叶轮尾流对风向的影响，进而提高风机发电效率的方法。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案：提高风电机组发电效率的方法，包括如下步骤：
S1、测得的在各风速段vn及各叶轮转速段ωn下风向仪受到尾流干扰产生的偏差Δθnn的统计数据；
S2、将S1中得到的统计数据输入数据库中；
S3、利用传感器测得当前的风速v和叶轮转速ω，利用风向仪测得当前的风向θ’；
S4、根据步骤S3中测得的风速v和叶轮转速ω，在步骤S2的数据库中查找该风速v和叶轮转速ω对应的风向仪受到尾流干扰产生的偏差Δθ，利用公式计算出实际风向θ＝θ’–Δθ；
S5、利用步骤S4中计算的θ作为实际风向参与风机偏航控制。
所述步骤S1中测得的在各风速段vn及各叶轮转速段ωn下风向仪受到尾流干扰产生的偏差Δθnn为仿真测试或实验测得。
所述两段风速之间的间隔vn-vn-1为0～1m/s等间隔，所述风速分段方式为风电机组运行风速内的平均分段，例如某型号风电机组运行风速范围为0～30m/s,那么分段间隔可以以0.5m/s(可根据需要在0～1内任意选取)为一区间将风速分为0～0.5,0.5～1,1.5～2…29.5～30；所述两段转速之间的间隔ωn-ωn-1为10～100rpm等间隔，所述转速风电机组额定转速内的平均分段，例如某型号风电机组运行转速范围为0～1800rpm，那么分段间隔可以以50rpm(可根据需要在10～100内任意选取)为一区间将转速分为0～50,50～100,100～150…1750～1800。
所分区间段的个数n，例如某型号风电机组运行风速范围为0～30m/s,那么分段间隔可以以0.5m/s(可根据需要在0～1内任意选取)为一区间将风速分为0～0.5,0.5～1,1.5～2…29.5～30这么多个区间段，则风速段n＝0即表示0～0.5的风速段。
本发明具有的优点和积极效果是：由于本发明的实际测量风向将不同风速、叶轮不同转速时风向仪受到尾流干扰产生的风向偏差进行校正，因此，风电机组的对风更加准确，由此也使得风机的发电效率得以提高，发电量更高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明风轮尾流对风向测量产生的影响对比图，上半部分是假设实际风向保持不变，风轮静止时，风向仪正确对风示意图；下半部分是假设实际风向保持不变，风轮开始转动后产生的尾流将导致风向测量产生偏差的示意图(风电机组根据该错误的风向进行对风导致偏离实际风向)；
图2是风向偏差与风速和风轮转速的关系示意图；
图3是风电机组根据当前风速和叶轮转速对风向偏差进行风向测量校正的流程图。
图中：1.下游风向，2.风轮，3.下游风向，4.风轮后方，5.风向仪。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
如图1-3所示，图1上半部分假设实际风向保持不变，上游风均匀平行，风轮静止时，此时，从风轮后方观察，风是均匀扩散的，下游风均匀扩散，风向仪正确对风；图1下半部分是假设实际风向保持不变，上游风均匀平行，风轮转动时，从风轮后方观察，风螺旋状扩散，下游风出现螺旋状尾流，导致风向仪导致风向测量产生偏差，风电机组根据该错误的风向进行对风导致偏离实际风向。
本实施例根据仿真测试及实验测得在各风速段及各叶轮转速段下风向仪受到尾流干扰产生的偏差统计数据，在风电机组实际运行中将直接测量的风向数据减去偏差统计数据作为实际风向参与风机偏航控制，提高风电机组发电效率。
设实验风向保持不变，风速为v，风轮转速ω，风向仪与风向偏差为Δθ，风电机组不启动对风，始终正对实验风向。当风电机组未启动时，风向仪几乎不会受到叶轮尾流影响时风速为v0、风轮转速为ω0、对应风向仪偏差Δθ0＝0；当风电机组处于发电状态在某一风速v1及某一风轮转速ω1造成的尾流影响下，风向测量值与实际风向产生偏差Δθ1；当风速改变或控制风轮转速改变，将得到另一组数据v2、ω2、Δθ2，持续改变条件将得到一系列的风速，风轮转速与风向仪偏差的数据，即风向偏差与风速和风轮转速的对应关系数组(见表1)。依据这组数据，在实际风电机组运行中，根据当前风速和风轮转速对上述数据进行检索，找到对应的风向偏差值Δθ，然后用受到尾流影响的实际风向测量值θ’减去该偏差值Δθ即为当前实际风向θ，风电机组根据该结果进行对风即可获得最大发电效率。
表1
假设风电机组正对风向能获得的最大动能为E，依照现有技术进行风电机组对风控制时，风电机组偏离实际风向θ’，导致受风面积减小，获得的最大动能为E*cosθ’,而根据新的风向测量算法，获得动能将为E*cosθ。由于θ相比θ’更接近真实风向，所以cosθ>cosθ’,获得动能方面E*cosθ>E*cosθ’。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (3)

1.提高风电机组发电效率的方法，其特征在于:包括如下步骤：
S1、测得的在各风速段vn及各叶轮转速段ωn下风向仪受到尾流干扰产生的偏差Δθnn的统计数据；
S2、将S1中得到的统计数据输入数据库中；
S3、利用传感器测得当前的风速v和叶轮转速ω，利用风向仪测得当前的风向θ’；
S4、根据步骤S3中测得的风速v和叶轮转速ω，在步骤S2的数据库中查找该风速v和叶轮转速ω对应的风向仪受到尾流干扰产生的偏差Δθ，利用公式计算出实际风向θ＝θ’–Δθ；
S5、利用步骤S4中计算的θ作为实际风向参与风机偏航控制。
2.根据权利要求1所述的提高风电机组发电效率的方法，其特征在于：所述步骤S1中测得的在各风速段vn及各叶轮转速段ωn下风向仪受到尾流干扰产生的偏差Δθnn为仿真测试或实验测得。
3.根据权利要求1所述的提高风电机组发电效率的方法，其特征在于：所述两段风速之间的间隔vn-vn-1为0～1m/s等间隔，所述两段转速之间的间隔ωn-ωn-1为10～100rpm等间隔。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107023435A (zh) * 2017-04-27 2017-08-08 中节能风力发电(张北）有限公司 一种大型风力发电机组在大风情况下的偏航优化方法
CN107269473A (zh) * 2016-03-30 2017-10-20 西门子公司 用于风向测量的连续校准的方法和装置
CN108700032A (zh) * 2016-03-03 2018-10-23 维斯塔斯风力***集团公司 一种用于确定风力涡轮机的偏航位置偏移的方法
CN108691730A (zh) * 2018-05-09 2018-10-23 许继集团有限公司 风力发电机***及风能数据误差修正方法和偏航控制方法
CN109072880A (zh) * 2016-03-31 2018-12-21 维斯塔斯风力***集团公司 风力涡轮机的控制方法
CN110657066A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种风电机组控制方法、控制器及装置
CN111878312A (zh) * 2020-08-31 2020-11-03 龙源（北京）风电工程技术有限公司 解决风电机组背风发电故障的***及方法
CN111878325A (zh) * 2020-08-31 2020-11-03 龙源（北京）风电工程技术有限公司 背风发电状态识别及故障预警***及方法
CN112145376A (zh) * 2020-09-29 2020-12-29 沈阳航空航天大学 一种风力机全时效率测定方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101349240A (zh) * 2007-07-20 2009-01-21 西门子公司 用于风力涡轮机偏航控制的方法
CN101568722A (zh) * 2007-04-10 2009-10-28 三菱重工业株式会社 风力发电装置及其控制方法
CN101568721A (zh) * 2007-05-25 2009-10-28 三菱重工业株式会社 风力发电装置、风力发电***以及风力发电装置的发电控制方法
US7915751B2 (en) * 2008-06-03 2011-03-29 Institute Of Nuclear Energy Research Output power control of a wind power generator through bendable tail wing and tail rod
CA2840441A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-01 General Electric Company Method and apparatus for wind turbine noise reduction
CN103994022A (zh) * 2013-02-19 2014-08-20 西门子公司 用于改善风电场功率产生效率的方法和***

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101568722A (zh) * 2007-04-10 2009-10-28 三菱重工业株式会社 风力发电装置及其控制方法
CN101568721A (zh) * 2007-05-25 2009-10-28 三菱重工业株式会社 风力发电装置、风力发电***以及风力发电装置的发电控制方法
CN101349240A (zh) * 2007-07-20 2009-01-21 西门子公司 用于风力涡轮机偏航控制的方法
US7915751B2 (en) * 2008-06-03 2011-03-29 Institute Of Nuclear Energy Research Output power control of a wind power generator through bendable tail wing and tail rod
CA2840441A1 (en) * 2013-02-01 2014-08-01 General Electric Company Method and apparatus for wind turbine noise reduction
CN103994022A (zh) * 2013-02-19 2014-08-20 西门子公司 用于改善风电场功率产生效率的方法和***

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108700032A (zh) * 2016-03-03 2018-10-23 维斯塔斯风力***集团公司 一种用于确定风力涡轮机的偏航位置偏移的方法
US11560874B2 (en) 2016-03-03 2023-01-24 Vestas Wind Systems A/S Method for determining a yaw position offset of a wind turbine
CN107269473B (zh) * 2016-03-30 2020-04-14 西门子歌美飒可再生能源公司 用于风向测量的连续校准的方法和装置
CN107269473A (zh) * 2016-03-30 2017-10-20 西门子公司 用于风向测量的连续校准的方法和装置
US11231016B2 (en) 2016-03-30 2022-01-25 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Method and arrangement for continuous calibration of a wind direction measurement
CN109072880A (zh) * 2016-03-31 2018-12-21 维斯塔斯风力***集团公司 风力涡轮机的控制方法
US11168664B2 (en) 2016-03-31 2021-11-09 Vestas Wind Systems A/S Control method for a wind turbine
CN107023435A (zh) * 2017-04-27 2017-08-08 中节能风力发电(张北）有限公司 一种大型风力发电机组在大风情况下的偏航优化方法
CN108691730B (zh) * 2018-05-09 2020-02-21 许继集团有限公司 风力发电机***及风能数据误差修正方法和偏航控制方法
CN108691730A (zh) * 2018-05-09 2018-10-23 许继集团有限公司 风力发电机***及风能数据误差修正方法和偏航控制方法
CN110657066A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 中车株洲电力机车研究所有限公司 一种风电机组控制方法、控制器及装置
CN111878312A (zh) * 2020-08-31 2020-11-03 龙源（北京）风电工程技术有限公司 解决风电机组背风发电故障的***及方法
CN111878325A (zh) * 2020-08-31 2020-11-03 龙源（北京）风电工程技术有限公司 背风发电状态识别及故障预警***及方法
CN111878325B (zh) * 2020-08-31 2024-01-09 龙源（北京）风电工程技术有限公司 背风发电状态识别及故障预警***及方法
CN111878312B (zh) * 2020-08-31 2024-01-09 龙源（北京）风电工程技术有限公司 解决风电机组背风发电故障的***及方法
CN112145376A (zh) * 2020-09-29 2020-12-29 沈阳航空航天大学 一种风力机全时效率测定方法

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