一种风力发电机组的参考功率曲线生成方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风力发电机组的参考功率曲线生成方法、系统及装置，方法具体为：给定静态功率曲线和湍流强度，求湍流强度时的动态功率曲线；通过将特定湍流强度下的风速分解成离散的风速区间及累积密度再与相应静态功率相乘求和的方法，得到特定湍流强度下的功率值；给定动态功率曲线及其湍流强度，求待定静态功率曲线；通过先给定粗略的静态曲线计算动态曲线，再根据其差值或比例，由给定动态曲线估算静态曲线，更新粗略给定的静态曲线后再迭代，直到收敛的方式来求解动态曲线的方法；减少获取特定湍流功率曲线的物理实验或模拟实验成本，及弥补前者只能得到有限次离散结果，实现湍流强度为连续性取值结果。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组的参考功率曲线生成方法、系统及装置
本专利技术属于风电
，具体涉及一种风力发电机组的参考功率曲线生成方法、系统及装置。
技术介绍
风力发电机组的功率特性曲线是风力发电机组输出功率随风速变化的关系曲线，是风力发电机组发电能力的重要表述方式。标称功率曲线一般在设计或验证阶段由实验或模拟方式得到，实际功率曲线则是根据风机运行时由发电实际数据或标准测试处理得到。不同湍流条件下标称功率曲线不同，由于成本和效率原因，一般只能通过有限次数的实验或模拟，获取几条典型湍流条件的曲线，不能满足湍流强度数据连续性的要求，因而，不能通过无湍流的静态功率曲线得到特定湍流的动态功率曲线，现有技术获取静态功率曲线的方法，计算复杂。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种风力发电机组的参考功率曲线生成方法、装置和系统，通过获取的静态功率曲线，得到有湍流的动态功率曲线，降低计算成本，克服湍流强度数据不连续的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种风力发电机组的参考功率曲线生成方法，S100，生成动态功率曲线，具体如下：S101，获取静态功率曲线中风速以及风速对应的功率值；S102，获取静态功率曲线的数据中每一个风速值的代表风速范围；S103，获取S102所述每一个风速值的代表风速范围的代表功率，S104，给定湍流强度，计算风速值在代表风速范围内的概率密度；S105，根据S104所得概率密度和S103所得代表功率计算：在既定湍流强度下，所获取风速值在代表风速范围内的功率值；S106，重复S104和S105得到在既定湍流强度下所有风速对应的功率值，即可得到在既定湍流强度下，静态功率曲线对应的动态功率曲线；S200，生成静态功率曲线，具体如下：S201，将动态功率曲线作为待定静态功率曲线的初始曲线；S202，计算初始静态功率曲线在所述给定湍流强度下的动态功率曲线，获取所述动态功率曲线的变化值更新待定静态功率曲线，得到更新后的待定静态功率曲线；采用S101-S106所述方法获取动态功率曲线；S203，用更新后的待定静态功率曲线作为待定静态功率曲线，重复S201和202直至所得静态功率曲线与动态功率曲线的变化值小于或等于设定值时；将所述更新的待定静态功率曲线作为最终的待定静态功率曲线；S300，基于动态功率曲线及既定湍流强度，采用S200所述方法获取静态功率曲线，再采用S100所述方法得到另一湍流强下的动态功率曲线。S102中，静态功率曲线中，第一点的代表风速范围下限按照切入风速限制取值，末端点的代表风速范围上限按照切出风速的限制取值；第一点和末端点之间所有点的代表风速范围的下限为(vi+vi-1)/2；第一点和末端点之间所有点的代表风速范围的上限为(vi+vi+1)/2；第一点的代表风速范围上限为(v1+v2)/2：末端点的代表风速范围下限为(vn+vn-1)/2；其中，i＝2,3,4……,n-1,vi为静态功率曲线中所取数据点中第i个点的风速，n为静态功率曲线中所取数据点的个数。S102中，将静态功率曲线中所选风速对应的风速范围进行重新划分，将所述风速范围至少从中点划分为所述风速范围的下限到所选风速，所选风速到所述风速范围的上限。S103中，针对静态功率曲线中风速对应的风速范围，选取所述风速对应的功率为代表功率。S103中，当所述静态功率曲线中所选风速对应的风速范围划分为至少两个子范围，则所述风速范围的代表功率按照子范围的代表功率计算，子范围的代表功率按照子范围风速的上限和下限对应的功率进行计算。S104中，概率密度采用正态分布或威布尔分布计算概率密度函数。S203中，在进行计算功率的变化值时：设定差值阈值和比值阈值，所述差值或比值小于或等于所述差值阈值或比值阈值时，所述静态功率曲线即为待定静态功率曲线，所述差值不小于所述差值阈值时，将所述变化值与静态功率曲线的功率值相加更新静态功率曲线；所述比值不小于所述比值阈值时，将所述比值与静态功率曲线的功率值相乘所得更新静态功率曲线；所述差值为0或比值为1时，所述静态功率曲线即为待定静态功率曲线；所述差值不为0时，将所述变化值与静态功率曲线的功率值相加更新静态功率曲线；所述比值不为1时，将所述比值与静态功率曲线的功率值相乘更新静态功率曲线。一种风力发电机组的参考功率曲线生成系统，包括：动态功率曲线生成模块，用给定静态功率曲线和既定湍流强度，求既定湍流强度时的动态功率曲线；静态功率曲线生成模块，用给定动态功率曲线及其湍流强度，求静态功率曲线；最终的动态功率曲线生成模块，用基于动态功率曲线及既定湍流强度和动态功率曲线获得静态功率曲线，再由所属静态功率曲线获得动态功率曲线。一种风力发电机组的参考功率曲线生成装置，包括一个或多个处理器以及存储器，存储器用于存储计算机可执行程序，处理器从存储器中读取部分或全部所述计算机可执行程序并执行，处理器执行部分或全部计算可执行程序时能实现本专利技术所述风力发电机组的参考功率曲线生成方法。一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，能实现本专利技术所述的风力发电机组的参考功率曲线生成方法。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：通过将特定湍流强度下的风速分解成离散的风速区间及累积密度再与相应静态功率相乘求和的方法，得到特定湍流强度下的功率值，通过给定的特定湍流强度的动态功率曲线，先粗略的估计静态曲线计算相应动态功率曲线，再根据其与给定动态曲线的差值或比例，由给定动态功率曲线估算静态功率曲线，更新粗略给定的静态功率曲线后再迭代，直到收敛，来求解静态功率；通过给定特定湍流动态曲线，先通过求解静态曲线，再通过求解另一给定湍流强度的动态曲线；本专利技术由“动态功率曲线”到“静态功率曲线”和“静态功率曲线”到“动态功率曲线”的方法组合，达到从“动态功率曲线”到“动态功率曲线”；减少获取特定湍流功率曲线的物理实验或模拟实验成本，及弥补前者只能得到有限次离散结果，得到特定湍流强度下的连续性数据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一个实施例的生成动态功率曲线的流程图。图2为本专利技术一个实施例的生成静态功率曲线的流程图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组的参考功率曲线生成方法，其特征在于，/nS100，生成动态功率曲线，具体如下：/nS101，获取静态功率曲线中风速以及风速对应的功率值；/nS102，获取静态功率曲线的数据中每一个风速值的代表风速范围；/nS103，获取S102所述每一个风速值的代表风速范围的代表功率，/nS104，给定湍流强度，计算风速值在代表风速范围内的概率密度；/nS105，根据S104所得概率密度和S103所得代表功率计算：在既定湍流强度下，所获取风速值在代表风速范围内的功率值；/nS106，重复S104和S105得到在既定湍流强度下所有风速对应的功率值，即可得到在既定湍流强度下，静态功率曲线对应的动态功率曲线；/nS200，生成静态功率曲线，具体如下：/nS201，将给定湍流强度下的动态功率曲线作为待定静态功率曲线的初始静态功率曲线；/nS202，计算初始静态功率曲线在所述给定湍流强度下的动态功率曲线，获取所述动态功率曲线的变化值更新待定静态功率曲线，得到更新后的待定静态功率曲线；采用S101-S106所述方法获取动态功率曲线；/nS203，用更新后的待定静态功率曲线作为待定静态功率曲线，重复S201和202直至所得静态功率曲线与动态功率曲线的变化值小于或等于设定值时；将所述更新的待定静态功率曲线作为最终的待定静态功率曲线；/nS300，基于动态功率曲线及既定湍流强度，采用S200所述方法获取静态功率曲线，再采用S100所述方法得到另一湍流强下的动态功率曲线。/n...

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的参考功率曲线生成方法，其特征在于，
S100，生成动态功率曲线，具体如下：
S101，获取静态功率曲线中风速以及风速对应的功率值；
S102，获取静态功率曲线的数据中每一个风速值的代表风速范围；
S103，获取S102所述每一个风速值的代表风速范围的代表功率，
S104，给定湍流强度，计算风速值在代表风速范围内的概率密度；
S105，根据S104所得概率密度和S103所得代表功率计算：在既定湍流强度下，所获取风速值在代表风速范围内的功率值；
S106，重复S104和S105得到在既定湍流强度下所有风速对应的功率值，即可得到在既定湍流强度下，静态功率曲线对应的动态功率曲线；
S200，生成静态功率曲线，具体如下：
S201，将给定湍流强度下的动态功率曲线作为待定静态功率曲线的初始静态功率曲线；
S202，计算初始静态功率曲线在所述给定湍流强度下的动态功率曲线，获取所述动态功率曲线的变化值更新待定静态功率曲线，得到更新后的待定静态功率曲线；采用S101-S106所述方法获取动态功率曲线；
S203，用更新后的待定静态功率曲线作为待定静态功率曲线，重复S201和202直至所得静态功率曲线与动态功率曲线的变化值小于或等于设定值时；将所述更新的待定静态功率曲线作为最终的待定静态功率曲线；
S300，基于动态功率曲线及既定湍流强度，采用S200所述方法获取静态功率曲线，再采用S100所述方法得到另一湍流强下的动态功率曲线。


2.根据权利要求1所述的风力发电机组的参考功率曲线生成方法，其特征在于，S102中，静态功率曲线中，第一点的代表风速范围下限按照切入风速限制取值，末端点的代表风速范围上限按照切出风速的限制取值；
第一点和末端点之间所有点的代表风速范围的下限为(vi+vi-1)/2；
第一点和末端点之间所有点的代表风速范围的上限为(vi+vi+1)/2；
第一点的代表风速范围上限为(v1+v2)/2：末端点的代表风速范围下限为(vn+vn-1)/2；
其中，i＝2,3,4……,n-1,vi为静态功率曲线中所取数据点中第i个点的风速，n为静态功率曲线中所取数据点的个数。


3.根据权利要求1所述的风力发电机组的参考功率曲线生成方法，其特征在于，S102中，将静态功率曲线中所选风速对应的风速范围进行重新划分，将所述风速范围至少从中点划分为所述风速范围的下限到所选风速，所选风速到所述风速范围的上限。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王华，谭光道，任鑫，徐超，孟秀俊，王恩民，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，华能赫章风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11