专利名称：一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法
技术领域：
本发明涉及风电机组型式认证领域，具体地，涉及一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法。
背景技术：
IEC标准IEC61400-12-1:2005《风力发电机组功率特性测试》详细规定了对单台风电机组进行功率特性测试的办法，用于测试风电机组的发电能力。此方法适用于所有类型和容量的并网风电机组。这种统一的方法，可以保证风电机组功率特性测试和分析的一致性、准确性和可重复性。对风电机组进行功率特性测试，可以证实风电机组运营商所购买 的新的或维修好的机组满足风电机组生产厂家所陈述的功率特性的技术条件。公平、明确、客观的评价风电机组的功率特性。IEC标准IEC61400-12-1:2005《风力发电机组功率特性测试》详细规定了待测风机周围场地的条件，场地评估方法极为严格，极少风场能够达到要求。若通不过场地评估，进行此项测试必须首先进行场地标定，场地标定需要很高的成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法，可以在在场地评估不合格的情况下进行测试，且测试成本低。为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法，包括步骤I :确认待测风电机组B的型号，选择一台和待测风电机组B同型号的风电机组A，且所述风电机组A周围场地能够通过IEC-61400-12-1中的场地评估条件。步骤2 :多次同步记录风电机组A风轮前的风速Vti和风轮后的风速Vjg。步骤3 :做V前和V后的线性拟合式，记为Vti +b，其中a，b都是常数，由V前和
Vβ确定。步骤4 :多次同步记录风电机组B的风轮后的风速Vjg和风电机组B出口净功率P。步骤5 :利用步骤3中确定的线性拟合式Vff =aVΒ+b及步骤4中的VΒ计算风电机组B风轮前的风速Vw。步骤6 :使用风电机组B出口净功率P和风电机组B风轮前的风速Vti并结合IEC61400-12-1规定的算法计算风电机组B的功率特性曲线。进一步地，步骤2及步骤4中所述的风轮前的风速Vti和风轮后的Vjs均为折算到标准空气密度下的η分钟平均值风速。进一步地，所述步骤2及步骤4中，通过风速计获得风电机组A的风轮前的风速V
再将其折算到标准空气密度下，通过风电机组的监控系统获得风电机组Α、B的风轮后的风速再将其折算到标准空气密度下；且通过风速计获得的风电机组A风轮前的风速和通过风电机组B获得的风轮后的风速VjgnMwtte,都必须涵盖风电机组切入风速到切出风速区间段的所有风速，具体涵盖方式为切入风速作为起点，以
O.5m/S间隔做bin区间，每个bin区间内不少于5个η分钟平均值风速；对应地，所述步骤3和步骤5中，每个O. 5m/s的风速间隔内都存在一个不同的线性拟合Svti计算线性拟合式V U =aV后+b。进一步地，在步骤2中，所述风电机组A的风轮前的风速V1J获得方法为在风电机组A的主风向上距离风电机组A2. 5倍风轮直径处竖立气象桅杆，所述风速计设置在气象桅杆上，且所述气象桅杆上还设置有气温传感器、气压传感器，安装高度为轮毂高度，风速计测得的数据为;使用气温传感器测得气温数据 T和气压传感器测得气压数据
B，再结合气体常数R计算空气密度P 分钟平均值
_ B
P "分钟平均值 RT根据不同空气密度下的风速折算公式，将风速计测得的VlinMwtte数据折算到标
准空气密度下，折算公式为
√前=√前n分钟平均值、(pn分钟平均值,)
1.225KG/M3
所述步骤2及步骤4中的通过风电机组的监控系统获得的风电机组A、B的风轮后的风速也按上述折算方法折算成标准空气密度下的风速。进一步地，所述η取10。进一步地，所述步骤2及步骤4中均采用秒级同步记录。进一步地，所述步骤3中线性拟合式中系数a和b的确定基于最小二乘法。进一步地，所述步骤4中获得风电机组B出口净功率P的方法为在风电机组B的箱变低压侧安装电流互感器和电压互感器。本发明的测试方法可以在场地评估不合格的情况下应用，通过去除场地标定这个环节，可以节省时间和成本，能够经济、准确的完成测试。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本发明的复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法流程图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。结合图I所示，本发明的一种复杂地形下的风力发电机组功率特性测试方法，包括步骤I :确认待测风电机组B的型号，选择一台和待测风电机组B同型号的风电机组A，风电机组A周围场地能够通过IEC-61400-12-1中的场地评估条件。
步骤I. I :确定待测风电机组B的型号，继而选择同一型号风电机组A，A与B的风轮具有完全一致性，以保证同一风速经过A风轮后的Vjs和经过B风轮后的Vjs相同。步骤I. 2 :保证风电机组A周围场地能够通过IEC61400-12-1中的场地评估。步骤2 :多次同步记录风电机组A风轮前的风速Vti和风轮后的风速VΒ，风轮前的风速Vw和风轮后的Vjs均为折算到标准空气密度下的10分钟平均值风速。在风电机组A的主风向上距离风电机组A2. 5倍风轮直径处竖立气象桅杆。风速计、气温传感器、气压传感器设置在气象桅杆上，安装高度为轮毂高度。通过风速计获得风电机组A的风轮前的风速V M 再将其折算到标准空气密度下，通过风电机组的监控系统获得风电机组A的风轮后的风速V
后IOmin平均值， 再将其折算到标准空气密度下。风速计和风电机组A监控系统中的风速IOmin平均值数据的记录应做到秒级同步。且可在一天时间内进行记录，可记录一系列风速IOmin平均值数据。风速计的IOmin平均值数据应涵盖风电机组A切入风速至切出风速区间内的所有风速。具体涵盖方式为切入风速作为起点，以O. 5m/s间隔做bin区间，每个bin区间内不少于5个IOmin平均值数值。步骤2. I :使用GPS卫星授时系统确保风速计和风电机组A监控系统中的风速秒级同步。步骤2. 2 :使用气温传感器测得气温数据T和气压传感器测得气压数据B，再结合
气体常数R计算空气密度 P IOmin平均值
权利要求
1.一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法，其特征在于，包括 步骤I :确认待测风电机组B的型号，选择一台和待测风电机组B同型号的风电机组A，且所述风电机组A周围场地能够通过IEC-61400-12-1中的场地评估条件； 步骤2 :多次同步记录风电机组A风轮前的风速Vtj和风轮后的风速Vjs ； 步骤3 :做Vw和V后的线性拟合式，记为V+b，其中a，b都是常数，由Vw和V后确定; 步骤4 :多次同步记录风电机组B的风轮后的风速Vjg和风电机组B出口净功率P ； 步骤5 :利用步骤3中确定的线性拟合式V^^aVjg+b及步骤4中的V计算风电机组B风轮前的风速Vw ; 步骤6:使用风电机组B出口净功率P和风电机组B风轮前的风速Vw并结合IEC61400-12-1规定的算法计算风电机组B的功率特性曲线。
2.根据权利要求I所述的一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法,其特征在于，步骤2及步骤4中所述的风轮前的风速Vtj和风轮后的Vjs均为折算到标准空气密度下的n分钟平均值风速。
3.根据权利要求2所述的一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法，其特征在于，所述步骤2及步骤4中，通过风速计获得风电机组A的风轮前的风速再将其折算到标准空气密度下，通过风电机组的监控系统获得风电机组A、B的风轮后的风速Vjs ，再将其折算到标准空气密度下；且通过风速计获得的风电机组A风轮前的风速Vw和通过风电机组B获得的风轮后的风速都必须涵盖风电机组切入风速到切出风速区间段的所有风速，具体涵盖方式为切入风速作为起点，以0. 5m/s间隔做bin区间，每个bin区间内不少于5个n分钟平均值风速； 对应地，所述步骤3和步骤5中，每个0. 5m/s的风速间隔内都存在一个不同的线性拟合式后+b,都独立计算线性拟合式后+b。
4.根据权利要求3所述的一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法，其特征在于，在步骤2中，所述风电机组A的风轮前的风速Vtj获得方法为在风电机组A的主风向上距离风电机组A2. 5倍风轮直径处竖立气象桅杆，所述风速计设置在气象桅杆上，且所述气象桅杆上还设置有气温传感器、气压传感器，安装高度为轮毂高度，风速计测得的数据为 ;使用气温传感器测得气温数据T和气压传感器测得气压数据B，再结合气体常数R计算空气密度p;
5.根据权利要求2、3或4所述的一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法，其特征在于，所述n取10。
6.根据权利要求I所述的一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法,其特征在于，所述步骤2及步骤4中均采用秒级同步记录。
7.根据权利要求I所述的一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法,其特征在于，所述步骤3中线性拟合式中系数a和b的确定基于最小二乘法。
8.根据权利要求I所述的一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法,其特征在于，所述步骤4中获得风电机组B出口净功率P的方法为在风电机组B的箱变低压侧安装电流互感器和电压互感器。
全文摘要
本发明公开了一种复杂地形下的风电机组功率特性曲线测试方法，包括步骤1选择一台和待测风电机组B同型号的风电机组A，风电机组A周围场地能够通过IEC-61400-12-1中的场地评估条件；步骤2多次同步记录风电机组A风轮前的风速V前和风轮后的风速V后；步骤3做V前和V后的线性拟合式，记为V前=aV后+b；步骤4多次同步记录风电机组B的风轮后的风速V后和出口净功率P；步骤5利用V前=aV后+b及步骤4中的V后计算风电机组B风轮前的风速V前；步骤6使用风电机组B出口净功率P和V前计算风电机组B的功率特性曲线。本发明的测试方法可以在场地评估不合格的情况下应用，测试成本低。
文档编号G01M15/04GK102967400SQ201210527809
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者尹子栋, 王吉远, 张磊, 袁恩来, 张辰源 申请人:北京普华亿能风电技术有限公司