一种风电机组风能利用效率评估方法、装置及设备与流程

本说明书实施例涉及风能发电，特别涉及一种风电机组风能利用效率评估方法及装置。

背景技术：

1、基于环境保护和可持续发展的需求，对于绿色能源的开发利用程度也在逐渐提高。例如，在风能资源较为丰富的区域，通过建设风能发电机组实现风能发电，不仅实现了高效发电，同时保证了发电过程环保无污染，具有较高的环保效益。

2、在利用风电机组发电的过程中，为了有效确定发电量等参数，一般需要对风电机组的发电能力进行评估。目前在评估风电机组发电能力时，一般从机组功率特性曲线进行分析判断，但是，功率特性曲线仅仅能够反映出机组的整体出力特性，无法对风电机组对于风能的利用效率角度进行分析评估，目前也缺乏能够有效对风能利用效率的优劣进行评估的方法和标准。因此，目前亟需一种能够准确有效地针对风电机组的风能利用效率进行评估的方法。

技术实现思路

1、本说明书实施例的目的是提供一种风电机组风能利用效率评估方法及装置，以解决如何准确有效地针对风电机组的风能利用效率进行评估的问题。

2、为了解决上述技术问题，本说明书实施例提出一种风电机组风能利用效率评估方法，包括：获取对应于目标风电机组的机组数据；所述机组数据包括运行数据和设计参数；根据所述运行数据计算对应于不同风速区间的实测风能利用效率；根据所述设计参数计算对应于不同风速区间的设计风能利用效率；分别针对实测风能利用效率和设计风能利用效率拟合得到实测区间拟合结果和设计区间拟合结果；基于所述实测区间拟合结果和设计区间拟合结果的比对结果确定所述目标风电机组的效率评估结果。

3、在一些实施方式中，所述运行数据包括运行时间、机组有功功率、风速；所述设计参数包括发电机设计效率、其他传动设备设计效率、设计功率特性曲线。

4、基于上述实施方式，所述根据所述运行数据计算对应于不同风速区间的实测风能利用效率，包括：利用公式计算各个风速区间的实测风能利用效率，式中，cp，i为第i个风速区间的实测风能利用效率，pi为第i区间规格化后的风力机输出功率，其中，pi′为第i区间风电机组输出的有功功率，hf为发电机设计效率，hc为其他传动设备设计效率，r0为参考空气密度，a为风轮扫略面积，vi为第i区间规格化后的平均风速；所述根据所述设计参数计算对应于不同风速区间的设计风能利用效率，包括：从设计功率特性曲线中提取设计功率和设计风速；利用公式计算各个风速区间的设计风能利用效率，式中，为第i个风速区间的设计风能利用效率，为第i区间规格化后的设计风力机输出功率，其中，p为设计功率，hf为发电机设计效率，hc为其他传动设备设计效率，r0为参考空气密度，a为风轮扫略面积，vi为第i区间规格化后的平均风速。

5、在一些实施方式中，所述分别针对实测风能利用效率和设计风能利用效率拟合得到实测区间拟合结果和设计区间拟合结果，包括：综合各个风速区间的实测风能利用效率和设计风能利用效率，分别拟合得到实测功率系数曲线和设计功率系数曲线；所述实测功率系数曲线为对应于实测风能利用效率的拟合公式；所述设计功率系数曲线为对应于设计风能利用效率的拟合公式。

6、在一些实施方式中，所述基于所述实测区间拟合结果和设计区间拟合结果的比对结果确定所述目标风电机组的效率评估结果，包括：分别比对各个风速区间的实测区间拟合结果和设计区间拟合结果，并根据比对结果确定对应于各个风速区间的区间评分；综合所述区间评分确定对应于所述目标风电机组的评估分值；基于所述评估分值和评估条件确定所述目标风电机组的效率评估结果。

7、基于上述实施方式，所述实测区间拟合结果包括实测功率系数曲线；所述设计区间拟合结果包括拟合功率系数曲线；所述分别比对各个风速区间的实测区间拟合结果和设计区间拟合结果，并根据比对结果确定对应于各个风速区间的区间评分，包括：利用公式计算第i个风速区间的实测区间积分结果，式中，为实测功率系数曲线，vi为第i个风速区间的起始风速；利用公式计算第i个风速区间的设计区间积分结果，式中，为设计功率系数曲线；利用公式计算第i个风速区间的区间评分，式中，yi为第i个风速区间的区间评分。

8、基于上述实施方式，所述综合所述区间评分确定对应于所述目标风电机组的评估分值，包括：利用公式计算额定风速以下的最大功率跟踪区评分，式中，y1为最大功率跟踪区评分，为额定风速以下风速区间内的设计功率系数曲线积分结果，其中，vw为额定风速，m为额定风速以下的风速区间数量；利用公式计算额定风速以上的恒功率区评分，式中，y2为恒功率区评分，为额定风速以上风速区间内的设计功率系数曲线积分结果，其中，vmax为最大风速，n为风速区间总数。

9、基于上述实施方式，所述评估条件包括对应于额定风速以上风速区间的第一评估标准值和对应于额定风速以下风速区间的第二评估标准值；所述基于所述评估分值和评估条件确定所述目标风电机组的效率评估结果，包括：分别根据恒功率区评分与第一评估标准值的比较结果、最大功率跟踪区评分与第二评估标准值的比较结果确定所述目标风电机组的效率评估结果。

10、基于前述实施方式，所述综合所述区间评分确定对应于所述目标风电机组的评估分值，包括：确定不同风速区间的影响权重值；综合所述影响权重值和区间评分计算评估分值。

11、本说明书实施例还提出一种风电机组风能利用效率评估装置，包括：机组数据获取模块，用于获取对应于目标风电机组的机组数据；所述机组数据包括运行数据和设计参数；实测风能利用效率计算模块，用于根据所述运行数据计算对应于不同风速区间的实测风能利用效率；设计风能利用效率计算模块，用于根据所述设计参数计算对应于不同风速区间的设计风能利用效率；拟合模块，用于分别针对实测风能利用效率和设计风能利用效率拟合得到实测区间拟合结果和设计区间拟合结果；效率评估结果确定模块，用于基于所述实测区间拟合结果和设计区间拟合结果的比对结果确定所述目标风电机组的效率评估结果。

12、本说明书实施例还提出一种风电机组风能利用效率评估设备，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序/指令；所述处理器用于执行所述计算器程序/指令以实现上述风电机组风能利用效率评估方法的步骤。

13、由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本说明书实施例通过获取目标风电机组的运行数据和设计参数，进而分别计算得到不同风速区间的实测风能利用效率和设计风能利用效率，针对风能利用效率分别进行拟合得到对应的拟合结果，再通过比对实测区间拟合结果和设计区间拟合结果即可有效对风电机组的效率进行评估。上述方法不仅定量有效地实现了风电机组的风能利用效率的计算，同时通过比对实测利用效率和设计利用效率的拟合结果，结合相应的评估标准，实现了对风电机组的效率评估，进而能够根据评估得到的效率确定是否需要调整发电机组，具有较好的实际应用价值。

技术特征：

1.一种风电机组风能利用效率评估方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行数据包括运行时间、机组有功功率、风速；所述设计参数包括发电机设计效率、其他传动设备设计效率、设计功率特性曲线。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述运行数据计算对应于不同风速区间的实测风能利用效率，包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别针对实测风能利用效率和设计风能利用效率拟合得到实测区间拟合结果和设计区间拟合结果，包括：

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述实测区间拟合结果和设计区间拟合结果的比对结果确定所述目标风电机组的效率评估结果，包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述实测区间拟合结果包括实测功率系数曲线；所述设计区间拟合结果包括拟合功率系数曲线；所述分别比对各个风速区间的实测区间拟合结果和设计区间拟合结果，并根据比对结果确定对应于各个风速区间的区间评分，包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述综合所述区间评分确定对应于所述目标风电机组的评估分值，包括：

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述评估条件包括对应于额定风速以上风速区间的第一评估标准值和对应于额定风速以下风速区间的第二评估标准值；所述基于所述评估分值和评估条件确定所述目标风电机组的效率评估结果，包括：

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述综合所述区间评分确定对应于所述目标风电机组的评估分值，包括：

10.一种风电机组风能利用效率评估装置，其特征在于，包括：

11.一种风电机组风能利用效率评估设备，其特征在于，所述设备包括存储器和处理器；所述存储器用于存储计算机程序/指令；所述处理器用于执行所述计算机程序/指令以实现上述权利要求1-9中任一项所述方法的步骤。

技术总结本说明书实施例提供一种风电机组风能利用效率评估方法、装置及设备。所述方法包括：获取对应于目标风电机组的机组数据；所述机组数据包括运行数据和设计参数；根据所述运行数据计算对应于不同风速区间的实测风能利用效率；根据所述设计参数计算对应于不同风速区间的设计风能利用效率；分别针对实测风能利用效率和设计风能利用效率拟合得到实测区间拟合结果和设计区间拟合结果；基于所述实测区间拟合结果和设计区间拟合结果的比对结果确定所述目标风电机组的效率评估结果。上述方法定量有效地实现了风电机组的风能利用效率的计算，能够根据评估得到的效率确定是否需要调整发电机组，具有较好的实际应用价值。技术研发人员：张晓璐,杨伟新,付陇霞,程亮,李金晶,曹文思,张扬帆,孙亦鹏受保护的技术使用者：华北电力科学研究院有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23