一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法与流程

本发明属于风力发电，具体涉及一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法。

背景技术：

1、判断风力发电机组性能优劣的一项重要指标是风力发电机组的功率曲线，由功率曲线的特性可知，不同空气密度下的功率曲线是不相同的。在风力发电机组的实际运行过程中，为了将风场条件下实测的功率曲线与标准空气密度下的功率曲线进行对比，往往需要将两个或多个不同空气密度下的功率曲线进行转换。

2、由于仿真计算工作较为复杂，风力发电机组厂家一般仅会提供标准空气密度和风场多年平均空气密度对应的功率曲线，而针对某一时间段风场环境下空气密度，厂家很难提供对应的设计功率曲线。但对于风机性能评估和分析而言，都是以阶段性的分析为主，某一段时间对应空气密度下的设计功率曲线更有可对比性，而风场又不具备进行设计功率曲线计算的能力。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决实际风场性能分析中存在的问题，提供一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，包括以下步骤：

4、a、收集标准空气密度ρs下的功率曲线表及该风力发电机组的风轮扫风面积参数a，进入步骤b；

5、b、利用步骤a中的功率曲线表和风轮扫风面积a，分别计算标准空气密度下风力发电机组不同风速vi对应的总体风能利用系数cp,s,i，进入步骤c；

6、c、将标准空气密度下的风速vs,i换算至所需空气密度ρt下风速vt,i，进入步骤d；

7、d、根据步骤b和步骤c得到的一系列cp,s,i和vt,i，求取所需空气密度下风速vn,i对应的风能总体利用系数cp,t,i，进入步骤e；

8、e、由cp,t,i求取所需空气密度下风速vn,i对应的功率；

9、f、检查计算得到的功率数据，当功率值超过机组的额定功率时，将计算结果取为额定功率值，绘制所需空气密度下的功率曲线。

10、本发明进一步的改进在于，所述步骤a中，标准空气密度下的功率曲线表能够替换为设定场址条件空气密度下的功率曲线表。

11、本发明进一步的改进在于，所述步骤b中，按照风能利用公式分别计算标准空气密度下风力发电机组不同风速vi对应的总体风能利用系数cp,s,i。

12、本发明进一步的改进在于，所述步骤c中，根据风速换算公式将标准空气密度下的风速vs,i换算至所需空气密度ρt下风速vt,i。

13、本发明进一步的改进在于，所述步骤d中，采用两点线性插值法求取所需空气密度下风速vn,i对应的风能总体利用系数cp,t,i。

14、本发明进一步的改进在于，所述步骤d中，两点线性插值法能够用包含计算风速vn,i在内的三点拟合二次多项式法替代。

15、本发明进一步的改进在于，所述步骤d中，根据风能利用公式由cp,t,i求取所需空气密度下风速vn,i对应的功率。

16、本发明进一步的改进在于，步骤f中，超过额定功率的计算结果能够替换为额定功率值。

17、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：

18、利用本发明提供的方法，在无法准确计算实际空气密度对应功率曲线的情况下，根据不同空气密度下风机性能的关联规律，对标准空气密度对应功率曲线进行分析和换算，快速得出实际所需空气密度下的功率曲线，从而为风力发电机组的性能分析提供依据，提升机组性能分析的准确率。

技术特征：

1.一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，其特征在于，所述步骤a中，标准空气密度下的功率曲线表能够替换为设定场址条件空气密度下的功率曲线表。

3.根据权利要求1所述的一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，其特征在于，所述步骤b中，按照风能利用公式分别计算标准空气密度下风力发电机组不同风速vi对应的总体风能利用系数cp,s,i。

4.根据权利要求1所述的一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，其特征在于，所述步骤c中，根据风速换算公式将标准空气密度下的风速vs,i换算至所需空气密度ρt下风速vt,i。

5.根据权利要求1所述的一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，其特征在于，所述步骤d中，采用两点线性插值法求取所需空气密度下风速vn,i对应的风能总体利用系数cp,t,i。

6.根据权利要求5所述的一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，其特征在于，所述步骤d中，两点线性插值法能够用包含计算风速vn,i在内的三点拟合二次多项式法替代。

7.根据权利要求1所述的一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，其特征在于，所述步骤d中，根据风能利用公式由cp,t,i求取所需空气密度下风速vn,i对应的功率。

8.根据权利要求1所述的一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，其特征在于，步骤f中，超过额定功率的计算结果能够替换为额定功率值。

技术总结
本发明公开了一种不同空气密度对应功率曲线的换算方法，包括：A、收集标准空气密度ρ<subgt;s</subgt;下的功率曲线表及该风力发电机组的风轮扫风面积参数a；B、利用步骤A中的功率曲线表和风轮扫风面积a，分别计算标准空气密度下风力发电机组不同风速V<subgt;i</subgt;对应的总体风能利用系数C<subgt;P,s,i</subgt;；C、将标准空气密度下的风速V<subgt;s,i</subgt;换算至所需空气密度ρ<subgt;t</subgt;下风速V<subgt;t,i</subgt;；D、根据步骤B和步骤C得到的一系列C<subgt;P,s,i</subgt;和V<subgt;t,i</subgt;，求取所需空气密度下风速V<subgt;n,i</subgt;对应的风能总体利用系数C<subgt;P,t,i</subgt;；E、由C<subgt;P,t,i</subgt;求取所需空气密度下风速V<subgt;n,i</subgt;对应的功率；F、检查计算得到的功率数据，当功率值超过机组的额定功率时，将计算结果取为额定功率值，绘制所需空气密度下的功率曲线。本发明解决了实际风场性能分析中存在的问题。

技术研发人员：王凯,曾长奕,史忠秋,何厚廷,杨赠儒,罗欣,雷少博,张瑞刚,雷航,强鹏科
受保护的技术使用者：广东粤电阳江海上风电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12