[发明专利]一种用于海上风电机组功率特性测量的装置及测量方法

权利要求书

1.一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，其特征在于，包括测风设备(5)、测浪设备(3)、测流设备(4)、电流互感器(1)、功率变送器(2)、数据采集器(7)和无线通讯模块(6)；

电流互感器(1)安装在风电机组上，电流互感器(1)与功率变送器(2)连接，测风设备(5)、测浪设备(3)、测流设备(4)及功率变送器(2)分别与数据采集器(7)连接；

测浪设备(3)和测流设备(4)安装在风电机组基础周围区域内；

数据采集器(7)通过无线通讯模块(6)与远程上位机通讯。

2.根据权利要求1所述的一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，其特征在于，测风设备(5)包括测风塔或激光雷达。

3.根据权利要求1所述的一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，其特征在于，测流设备(4)包括多普勒波浪剖面流速仪或浮标。

4.根据权利要求1所述的一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，其特征在于，风电机组基础周围区域为：以风电机组基础为圆心，径向距离100m～200m所形成的区域。

5.根据权利要求4所述的一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，其特征在于，测风设备(5)所测数据包含主风向上风向距离风电机组2D～4D风电机组轮毂高度处气象数据；其中，主风向为基于年风能玫瑰图选取的风能占比最大且不超过45°的扇区；

测浪设备(3)所测数据包含风电机组基础周围区域的波浪数据；

测流设备(4)所测数据包含风电机组基础周围区域的水流数据。

6.根据权利要求5所述的一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，其特征在于，气象数据包括风速、风向、温湿度及气压，波浪数据包括波浪高、波浪方向和波浪周期，水流数据包括水流流速和水流流向。

7.根据权利要求1所述的一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，其特征在于，测风设备(5)、测浪设备(3)及测流设备(4)均内置有GPS校时模块。

8.根据权利要求1所述的一种用于海上风电机组功率特性测量的装置，其特征在于，测风设备(5)、测浪设备(3)、测流设备(4)和功率变送器(2)以1HZ及以上的采样速率连续采集。

9.基于权利要求1～8任意一项所述用于海上风电机组功率特性测量的装置的测量方法，其特征在于，包括以下过程：

S1、使用测风设备(5)、测浪设备(3)及测流设备(4)采集数据；

S2、剔除风力发电机组、测风设备(5)、测浪设备(3)及测流设备(4)非正常运行以及风向在非主风向时间段的气象数据、波浪数据和水流数据；

S3、海上风电机组应根据空气密度对风速进行标准化，把风速转化到同一空气密度下；数据标准化后，对气象数据、波浪数据和水流数据进行平均，得到若干组波向、流向以及与之匹配的风速、功率数据点；

S4、将波向、流向的统计平均值在0°～360°的范围均匀划分成不同扇区，以波向、流向所在的扇区为特征值，将时刻相同的气象数据、波浪数据和水流数据所组成的数据序列分配到不同的波向、流向扇区，形成不同波向、流向扇区下的气象数据、波浪数据和水流数据组，针对不同数据组分别建立以风速、波高、周期、流速为变量，功率为因变量的函数模型，形成风电机组功率特性评估函数组。