风电机组功率曲线测试 - csee
TRANSCRIPT
![Page 1: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/1.jpg)
风电机组功率曲线测试
大唐新能源试验研究院
2015.11.18
![Page 2: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/2.jpg)
风机型式试验
3.机组噪声测试
1.机组功率曲线测试 2.机组载荷测试
4.电能质量测试
![Page 3: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/3.jpg)
1.1 功率曲线概念
风电机组的功率曲线是风机输出功率与风速的关系曲线,是衡量其发
电能力的最佳标准。
功率曲线与功率系
数曲线的关系
PCVRP 32
2
![Page 4: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/4.jpg)
1.2 功率曲线测试的意义
发电量=风资源×风机可利用率×功率曲线
检验风机优化是否达到预期效果、经济性评价
风机出质保验收依据
部分厂家投标功率曲线数据存在虚假,需要实际测试进行验证
银行投资担保
《国家能源局关于规范风电设备市场秩序有关要求的通知 》
![Page 5: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/5.jpg)
1.3 SCADA系统功率曲线的误差
测风数据误差
功率测量误差
空气密度折算误差
功率曲线计算方法不合理
。。。。。
SCADA系统功率曲线存在较大误差
![Page 6: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/6.jpg)
1.3 功率曲线测试标准依据
型式试验
功率特性
电能质量
噪声测试
载荷测试
行为测试
IEC 61400-12-1
![Page 7: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/7.jpg)
1.4 测试流程
机组选择
场地评估
设备安装
数据采集与处理
测试案例与分析
![Page 8: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/8.jpg)
1.4.1 机组选择(尽可能大的测量扇区、缩短测试周期)
![Page 9: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/9.jpg)
1.4.1 机组选择(尽可能大的测量扇区、缩短测试周期)
WD
![Page 10: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/10.jpg)
1.4.2 场地评估(量化并降低地形与障碍物对测试结果的影响)
![Page 11: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/11.jpg)
1.4.2 场地评估
距离 扇区 最大倾角(%) 地形偏离平面
的最大偏差
<2L 360° <3 <0.04(H+D)
2L并且<4L 测量扇区之内 <5 <0.08(H+D)
2L并且<4L 测量扇区之外 <10 不考虑
4L并且<8L 测量扇区之内 <10 <0.13(H+D)
![Page 12: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/12.jpg)
1.4.3 设备安装(量化并降低空气密度和降雨对功率特性测试结果的影响)
在标准规定位置树立测风塔
轮毂高度安装经过标定的风速计(两支)
轮毂高度安装经过标定的风向标
轮毂高度安装经过标定的温度传感器
、湿度传感器、 气压传感器、降雨量传感器
安装支架的尺寸和外形要求严格
风速计1 风速计2
风向标
温度传感器气压传感器
降雨量传感器
![Page 13: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/13.jpg)
1.4.3 设备安装(量化并降低空气密度和降雨对功率特性测试结果的影响)
![Page 14: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/14.jpg)
风速计1 风速计2
风向标
温度传感器气压传感器
降雨量传感器
![Page 15: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/15.jpg)
1.4.3 设备安装(量化消除机组不正常运行状态数据对最终测试结果的影响)
风机内安装风机并网、故障状态数据采集设备
在标准规定的位置安装经过标定的电流互感器,功率变送器,
采集机组净功率。
系统 传感器 安装位置 精度要求 备注
气象数据
采集系统
气压传感器 轮毂高度 1.7A级以上
计算空气密度,将风速折算到
标准空气密度,或其他空气密
度下。
温湿度传感器 轮毂高度 0.5°C/1%
风速传感器 轮毂高度 1.7A级以上
风向传感器 轮毂高度 低于2° 剔除不在测量扇区内的数据
净电功率
采集系统
故障、并网状态 风机主控 -- 用于剔除不合格数据
电流互感器 箱变低压侧 0.5%
采集净电功率 功率变送器 箱变低压侧 0.5%
![Page 16: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/16.jpg)
![Page 17: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/17.jpg)
数据采集设备(其他科研、测试机构)
![Page 18: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/18.jpg)
自主开发功率曲线测试系统设备
![Page 19: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/19.jpg)
自主开发功率曲线测试系统设备
![Page 20: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/20.jpg)
功率曲线测试系统软件
![Page 21: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/21.jpg)
功率曲线测试系统软件
![Page 22: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/22.jpg)
功率曲线测试系统软件
![Page 23: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/23.jpg)
1.4.4 数据获取与数据处理
数据应该以1Hz或更高的采样率连续采集
每一个区间(0.5m/s)至少包含30min的采样数据;
数据库包含至少180h的采样数据。
对定桨距、定转速的风力发电机组
对变转速、变桨距的风力发电机组
0n 10min
10min
P P
13
10minn 10min
0
V V
空气密度折算
![Page 24: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/24.jpg)
1.4.4 数据获取与数据处理
剔除湍流较大的数据
经过场地评估,认为被测风机周围地形平整
风机有故障或者未并网的数据需要剔除
对遮挡物对风机造成尾流影响的扇区的数据进行剔除
电功率、风向、等变化剧烈的数据进行剔除
等效给予风机最好的发电条件
![Page 25: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/25.jpg)
1.4.4 数据获取与数据处理
n, ,1
1 iN
i i jji
V VN
n, ,1
1 iN
i i jji
P PN
![Page 26: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/26.jpg)
1.4.4 数据获取与数据处理
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22-200
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
风速 (m/s)
功率
(kW
)
![Page 27: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/27.jpg)
1.5 测试案例(1)
XX风电场---XX2.0MW机组---发电量损失约2%
![Page 28: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/28.jpg)
1.5 测试案例(2)
XX风电场---XX850机组---发电量损失约0.3%
![Page 29: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/29.jpg)
1.5 测试案例(3)
XX风电场---XX机组
![Page 30: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/30.jpg)
1.5 测试案例(3)
XX风电场---XX机组
![Page 31: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/31.jpg)
1.5 测试案例(3)
XX风电场---XX机组
由功率曲线偏差导致的发电量偏差达14.77%。实测功率曲线计算
满负荷小时数为1425,厂家提供功率曲线计算满负荷小时数为1672。
风场实际满负荷小时数统计(上网电量)
2011年:1405.1
2012年:1410
当年经济损失:600万元
![Page 32: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/32.jpg)
1.5 影响风机功率曲线的因素
控制算法、转速传感器
偏航误差(风向传感器、编码器)
桨叶(翼型、结冰、污染、桨距角零位安装)
电气效率、机械效率(发电机、齿轮箱、变频器)
湍流强度
其他
![Page 33: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/33.jpg)
1.5.2 影响风机功率曲线的因素---偏航误差
偏航动作裕度设置不合理(根据风资源情况作调整)
风向传感器损坏或者安装误差
![Page 34: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/34.jpg)
1.5.2 影响风机功率曲线的因素---偏航误差
XX-1.5MW风机实验数据
![Page 35: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/35.jpg)
1.5.2 影响风机功率曲线的因素---偏航误差
RISO实验室的统计数据显示:大部分的风机偏航误差都在10-12度左
右。在随机抽检测的风机中,80%有2度以上的平均偏航误差。
![Page 36: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/36.jpg)
1.5.2 影响风机功率曲线的因素---偏航误差
解决方案(2)
巴盟那仁宝力格---金风750
风速区间
(m/s)
风向偏差
(°)
3-4 9.2
4-5 7.9
5-6 7.7
6-7 6.5
7-8 5.7
![Page 37: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/37.jpg)
1.5.2 影响风机功率曲线的因素---偏航误差
解决方案(华北电力大学)
长期SCADA数据
P-WD-WS-偏航β计算
神经网络与最小二乘法
风速计故障
风向标故障
![Page 38: 风电机组功率曲线测试 - CSEE](https://reader031.vdocuments.us/reader031/viewer/2022022023/621169258e0dd62a64645106/html5/thumbnails/38.jpg)
1.5.2 影响风机功率曲线的因素---偏航误差
解决方案(大唐新能源)--风速、风向传感精度检测仪
风机 编号
风速计误差 范围(m/s)
风向传感器误差范围(°) (风速≥4m/s时)
10 0.3-1.6 4.7-8
07 0.3-0.7 9.1-18.7
41 0.1-0.7 5.8-9.2
32 0.2-0.8 17.2-35.1
50 0.3-1 5.2-47.0
23 0.2-1 6.4-1.9
38 0.2-0.8 9.2-9.4
64 0.2-0.9 5.9-11.0
25 0.3-0.9 10.2-15.0