一种风机功率预测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及电力行业的一种风机功率预测装置，包括至少由风向传感器、风力传感器构成的气象数据采集装置，所述的气象数据采集装置经定时采集器与功率转换装置相连接，所述的功率转换装置与输出装置相连接。所述的功率转换装置由相互并联连接的春季功率转换装置、夏季功率转换装置、秋季功率转换装置和冬季功率转换装置构成。采用本实用新型技术方案就可实时地预测出风电机的发电机功率，实现对风力发电的有效预测；更特别的是，通过设置并联的春、夏、秋、冬季功率转换装置，实现不同季节应用不同功率转换装置预测发电效率，以提高预测精确性的目的。本实用新型结构简单、效果显著，适于推广使用。
【专利说明】-种风机功率预测装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电力行业的一种风机功率预测装置。
【背景技术】
[0002] 风是一种潜力很大的新能源，十八世纪初，横扫英法两国的一次狂暴大风，吹毁了 四百座风力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多条帆船，并有数千人受到伤害，二十五万 株大树连根拔起。仅就拔树一事而论，风在数秒钟内就发出了一千万马力（即750万千瓦； 一马力等于〇· 75千瓦）的功率有人估计过，地球上可用来发电的风力资源约有100亿千 瓦，几乎是现在全世界水力发电量的10倍。目前全世界每年燃烧煤所获得的能量，只有风 力在一年内所提供能量的三分之一。因此，国内外都很重视利用风力来发电，开发新能源。
[0003] 把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风 力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发 电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度(微风的程度)，便可以开始发 电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或 空气污染。
[0004] 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；中国也在西部地区大力提倡。小型风力发电 系统效率很高，但它不是只由一个发电机头组成的，而是一个有一定科技含量的小系统：风 力发电机+充电器+数字逆变器。风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都 很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来 风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机 头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。
[0005] 我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是 东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是 大风天。在这些地区，现在已有不少成功的中、小型风力发电装置在运转，发展风力发电是 很有前途的。
[0006] 风力发电最大的缺陷是不稳定，风力发电本身具有波动性、间歇性、低能量密度、 不可控等特点，因而风电功率也是波动的、间歇的，系统在运行时必须考虑留有足够的备用 电源和调峰容量，以保证风电出力不足时能够正常向用户供电，这就增加了对电网计划和 调度的难度。风电功率预测成为电力系统中不可或缺的组成部分，但是由于一年四季变化 较快，使得不同季节、不同天气现象使精确预报风场风况变得较为困难。但风力的大小符合 一定的气象、气候、季节规律，通过对风电场发电量进行短期和中期的准确预测，可以大幅 降低电网旋转备用容量，从而有效降低风力发电系统成本，并且为电网运行调度提供可靠 的依据。
[0007] 基于以上需要，特提出本实用新型。 实用新型内容
[0008] 本实用新型提供一种风机功率预测装置，以实现对风电机组风力发电的有效预 测。
[0009] 本实用新型的技术方案是：一种风机功率预测装置，包括至少由风向传感器、风力 传感器构成的气象数据采集装置，所述的气象数据采集装置与功率转换装置相连接，所述 的功率转换装置与输出装置相连接。
[0010] 进一步，所述的功率转换装置由相互并联连接的春季功率转换装置、夏季功率转 换装置、秋季功率转换装置和冬季功率转换装置构成。
[0011] 进一步，春季功率转换装置与第一控制开关串联；夏季功率转换装置与第二控制 开关串联；秋季功率转换装置与第三控制开关串联和冬季功率转换装置与第四控制开关串 联。
[0012] 进一步，气象数据采集装置还包括湿度传感器和/或温度传感器。
[0013] 进一步，所述的风向传感器、风力传感器、湿度传感器和温度传感器分别经光纤通 道与功率转换装置相连接。
[0014] 进一步，所述的输出装置由显示屏构成。
[0015] 进一步，所述的功率转换装置与供电电源相连接。
[0016] 进一步，所述的功率转换装置与存储器相连接。
[0017] 本实用新型的有益效果是：采用本实用新型就可利用至少由风向传感器和风力传 感器组成的气象数据采集装置采集风电场处的气象信息，利用采集到的气象信息预测得出 风电机的发电机功率，实现对风力发电的有效预测，进而可根据预测结果制定发电计划，降 低电网旋转备用容量，为电网运行调度提供可靠的依据。更特别的是，通过设置并联的春、 夏、秋、冬季功率转换装置，实现不同季节应用不同功率转换装置预测发电效率，以提高预 测精确性的目的。本实用新型结构简单、效果显著，适于推广使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0019] 图1是本实用新型的结构示意图；
[0020] 图2是本实用新型实施例一中的结构示意图；
[0021] 元件说明：11 一风向传感器，12-风力传感器，13-湿度传感器，14一温度传感器， 2一米集器，3-功率转换装置，4一显不屏，5-供电电源，6-存储器，21-定时器，31-春季 功率转换装置，32-夏季功率转换装置，33-秋季功率转换装置，34-冬季功率转换装置， 35-第一控制开关，36-第二控制开关，37-第三控制开关，38-第四控制开关。
【具体实施方式】
[0022] 如图1所示，本实施例公开了一种风机功率预测装置，包括气象数据采集装置，所 述的气象数据采集装置经定时采集器与功率转换装置3相连接，所述的功率转换装置3与 输出装置相连接。
[0023] 本实施例中，所述的气象数据采集装置至少包括：风向传感器11，以采集风电场 环境风向；风力传感器12,以采集风电场环境风力大小；湿度传感器13,以采集风电场环境 湿度；温度传感器14,以采集风电场环境温度。风向传感器11，风力传感器12,湿度传感器 13和温度传感器14分别与功率转换装置3相连接。从而，将风电场环境实时气象数据传输 至功率转换装置3,功率转换装置3将实时气象数据转换为预测风电机发电功率，并将所预 测的风电机发电功率发送至输出装置，反馈至风电机组监控室。
[0024] 本实施例中，所述的风向传感器11，风力传感器12,湿度传感器13和温度传感器 14分别经光纤通道、定时采集器与功率转换装置3相连接，以实现气象数据的实时传输。所 述的输出装置由显示屏4构成，以将功率转换装置3得出的风电机发电功率显示出来。
[0025] 本实施例中，所述的定时采集器包括采集装置2和定时器21。所述的采集装置2 与功率转换装置3相连接。所述的采集装置2与风向传感器11、风力传感器12、湿度传感 器13和温度传感器14分别经光纤通道相连接。所述的采集装置2与定时器21相连接。定 时器21间隔一定时间t，向采集装置2发送脉冲信号，采集装置2接收到脉冲信号后，将风 向传感器11，风力传感器12,湿度传感器13和温度传感器14传输过来的实时气象数据发 送至功率转换装置3。从而，实现了以一定的频率对天气数据自动采集、自动预判风电机发 电功率，提1?预判精确性的目的。
[0026] 本实施例中，所述的间隔时间t为30min至12小时；优选的，所述的间隔时间t为 30min，以提高检测的精确性。
[0027] 本实施例中，所述的功率转换装置3与供电电源5相连接；优选的，所述供电电源 5由220V交流电源构成，还可以由蓄电池替代。所述的功率转换装置3与存储器6相连接； 优选的，所述的存储器6由存储硬盘构成，存储硬盘经数据线与功率转换装置3相连接。
[0028] 实施例一
[0029] 如图2所示，本实施例中，所述的功率转换装置3由相互并联连接的春季功率转换 装置31、夏季功率转换装置32、秋季功率转换装置33和冬季功率转换装置34构成。
[0030] 春季功率转换装置31与第一控制开关35串联；夏季功率转换装置32与第二控制 开关36串联；秋季功率转换装置33与第三控制开关37串联和冬季功率转换装置34与第 四控制开关38串联。
[0031] 从而，在春季时，开启第一控制开关35,闭合第二控制开关36、第三控制开关37和 第四控制开关38,使实时气象数据由春季功率转换装置31预测得出风电机发电功率；在夏 季时，开启第二控制开关36,闭合第一控制开关35、第三控制开关37和第四控制开关38， 使实时气象数据由夏季功率转换装置32预测得出风电机发电功率；在秋季时，开启第三控 制开关37,闭合第一控制开关35、第二控制开关36和第四控制开关38,使实时气象数据由 秋季功率转换装置33预测得出风电机发电功率；在冬季时，开启第四控制开关38,闭合第 一控制开关34、第二控制开关35和第三控制开关36,使实时气象数据由冬季功率转换装置 44预测得出风电机发电功率。通过上述装置，实现不同季节应用不同功率转换装置预测发 电效率，以提1?预测精确性的目的。
[0032] 需要注意的是，上述具体实施例仅仅是示例性的，在本实用新型的上述教导下，本 领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在 本实用新型的保护范围内。
[0033] 本领域技术人员应该明白，上面的具体描述只是为了解释本实用新型的目的，并 非用于限制本实用新型。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1. 一种风机功率预测装置，其特征在于：包括至少由风向传感器（11)、风力传感器 (12)构成的气象数据采集装置，所述的气象数据采集装置经定时采集器与功率转换装置 (3)相连接，所述的功率转换装置（3)与输出装置相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种风机功率预测装置，其特征在于：所述的功率转换装置 (3)由相互并联连接的春季功率转换装置（31)、夏季功率转换装置（32)、秋季功率转换装 置（33)和冬季功率转换装置（34)构成。
3. 根据权利要求2所述的一种风机功率预测装置，其特征在于：春季功率转换装置 (31)与第一控制开关（35)串联；夏季功率转换装置（32)与第二控制开关（36)串联；秋季 功率转换装置（33)与第三控制开关（37)串联和冬季功率转换装置（34)与第四控制开关 (38)串联。
4. 根据权利要求1至3任一所述的一种风机功率预测装置，其特征在于：气象数据采 集装置还包括湿度传感器（13)和/或温度传感器（14)。
5. 根据权利要求4所述的一种风机功率预测装置，其特征在于：所述的风向传感器 (11)、风力传感器（12)、湿度传感器（13)和温度传感器（14)分别经光纤通道与功率转换装 置⑶相连接。
6. 根据权利要求1所述的一种风机功率预测装置，其特征在于：所述的输出装置由显 示屏⑷构成。
7. 根据权利要求4所述的一种风机功率预测装置，其特征在于：所述的功率转换装置 ⑶与供电电源（5)相连接。
8. 根据权利要求4所述的一种风机功率预测装置，其特征在于：所述的功率转换装置 (3)与存储器（6)相连接。
9. 根据权利要求1至3或5至8任一所述的一种风机功率预测装置，其特征在于：所 述的定时采集器包括采集装置（2)和与采集装置（2)相连接的定时器（21)，所述的采集装 置（2)分别与气象数据采集装置和功率转换装置（3)相连接。
【文档编号】G01W1/02GK203881846SQ201420139342
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】张超, 郑若楠, 袁恩来 申请人:中国大唐集团新能源股份有限公司, 北京普华亿能风电技术有限公司