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T／CEEMA 002-2020 风力发电机组功率曲线验证技术规范.pdf

是中国电力设备管理协会风电专业委员会组织开展的风电场设备管理对标评价活动的大数据 平台，平台采用大数据和人工智能技术，利用风电场上传的实时数据，计算出风电场相关设备管理 指标，并实现风电场对标的目的。对标评价指标采用单机法计算，风电场指标为风电场内所有单机 指标的平均值。单机指标计算依据风电机组的风速和有功功率两个数据，将风机划分为数据中断、 正常运行、限负荷运行、停机、待机5个状态；统计每个状态的持续时间、理论发电量、实际发电 量；计算出平均风速、数据可用率、利用小时、机组可用率、标准能量可用率、限负荷损失率、停 机损失率等共7项基本统计指标，供风电场设备管理对标评价使用。

4功率曲线验证前期准备

赞成领尚悬挑脚手架施工方案4.1空气密度与风速频率

一般建议使用《项目可研报告》中的现场空气密度和风速频率作为功率曲线验证的计算依据， 也可使用现场测量数据计算空气密度，方法如下： 采集数据标准化到标准空气密度（海平面空气密度1.225kg/㎡）条件或任意现场空气密度下 时使用式（1）和式（2），当实际空气密度在1,225kg/㎡²土0.05kg/m范围内时，无需把空气密 度标准化为实际平均空气密度。

Bomin 1 1 P10min Tiomin pP Ro Ro Rw

式中： T10min一一实测10min得到的平均绝对气温； B10min一一实测10min得到的平均气压； RO 一一干燥空气的气体常数287.05J/（kgK）； ? 一一相对湿度（范围从0~1)； Rw 一一水蒸汽的气体常数[461.5J/kgK]； Prw 一一水蒸汽压力[Pa]； Pw=0.0000205e0.0631846T，其中，蒸汽压力Pw取决于平均气温T[K]。 温度、气压、和湿度测量应该在环境温度（即非机舱内部条件）下进行。如果气压传感器装

风力发电机组上，它应安装于不受叶片或其它设备如通风系统等影响的位置， 温度传感器（和湿度传感器）应该装在轮毂高度10m范围内，安装位置或在风力发电机组上或 在4倍风轮直径以内的测风塔上。温度传感器应测量外部环境温度，而不受风力发电机组设备如通 风系统或加热系统的影响。如果不测湿度，高温时需要对湿度进行修正，公式2中取Φ=0.5。 气压计应该装在风力发电机组5km范围内，且与机舱功率曲线测量系统在10min内同步。如 果气压计没有安装在相对海平面的风轮中心位置高度，需要根据IS02533修正到风轮中心高度 温度信号的合成不确定度应该小于3℃，气压的合成不确定度应小于10hPa。

4.2机组功率曲线确认

4.2.1认证功率曲线确认

通过《风车库》查询机组型式认证报告及相关信息， ，得到认证功率曲线数据，并与制造商确认

4.2.2保证功率曲线确认

按照现场空气密度计算保证功率曲线，与风电场提供的保证功率曲线对比，确认保证功率曲线 的准确性。如有差异，需项目业主和制造商进一步确认

4.2.3李生功率曲线确认

通过《风车库》查询机组李生额定风速，计算李生功率曲线，确认使用李生功率曲线和使用认 证功率曲线计算的发电量偏差小于1%。

4.2.4李生保证功率曲线确认

照现场空气密度计算李生保证功率曲线，确认李生保证功率曲线与确认的保证功率曲线计算的发 量偏差小于1%后。使用李生保证功率曲线进行功率曲线验证。

4.3功率曲线验证数据来源

将风电场10分钟风速和功率数据接入《中国风电场设备管理对标评价平台》，并保证数据传 的可靠性

《中国风电场设备管理对标评价平台》将风电机组运行状态划分为数据中断、停机、待机、限 荷运行和正常运行5个状态

4.5风力发电机组运行要求

在功率曲线验证期间，风电机组应按照其运行手册中的规定正常运行，保证机舱风速仪在检验 格期之内，同时风电机组的配置不能改变。验证期间，可对风电机组进行正常维护，但应在测试

日志中记录。任何特殊维护操作，如为了保证良好的功率特性所进行的经常性叶片清洗都应特别注 。默认情况是不进行此类特殊维护，除非测试开始前签约双方有约定。

4.6样板机选择和确认

使用《中国风电场设备管理对标评价平台》中的人工智能算法寻找功率曲线满足投标要求的术 组，结合风电场风机布置图，以及现场实地踏勘情况，确定样板机。 样板风机（以下简称风机）的选取还应考虑如下儿点： a）风机尽量位于风电场边缘位于主风向上风向位置； b）风机在测试期间故障率较少，标准能量可用率高； c）风机叶片不应有影响功率曲线的缺陷； d) 风机其他部件完好，运行稳定可靠； e) 风机主风向上风向无明显障碍物； f) 认证功率曲线满足投标要求； g) 风资源良好，湍流强度等满足要求； h) 风机无因自身原因限负荷情况，或应将此情况剔除； 1) 样板机的选择要经项目业主和机组制造商共同确认。并出具确认函，

利用《中国风电场设备管理对标评价平台》采集全场风力发电机组控制系统（即，SCADA系统） 风速、功率10分钟平均值。 与现场空气密度相关的大气压力、环境温度、相对湿度等数据（可引用风电场的前期可行性研 究报告中的数据或现场实际测量）。 风力发电机组控制系统（即，SCADA系统）可以用来采集数据，只要它符合要求并能够对信号 进行溯源及处理。 数据采集到的任何影响或运行特性都应被记录。如下事项需要核查： a）数据采集系统对数据进行的任何平均或滤波应被详细记录，用以评估它对数据质量和数据 不确定度的影响； b）应详细记录任何数据的内部校准、应用偏移或修正，从而无需在数据处理过程中再次重复

一些数据组应予以剔除以保证：分析和结果与风电机组的正常运行条件相吻合；风电机组被破 坏的或不精确的数据予以剔除。 下面情况下的数据组应从数据库中剔除： a)风速以外的其他外部条件超出风电机组的运行范围； b）风电机组不在线（数据中断状态）； c）由于外部因素如电网引起的风电机组限功率，这些在现场文件中应当记录，例如日志或风 电机组状态信号； d）叶片结冰或机舱覆雪； e）风速超过切出风速； f）风电机组故障引起机组停机； g）风电机组手动停机或测试或维护模式运行； h）风速波动异常数据 其它任何筛选标准都应在报告中明确说明。所有由于这些标准剔除的数据应记录在案。 测量期间特殊运行条件（例如由灰尘，盐，昆虫和结冰引起的叶片高粗糙度）或大气条件（如 降雨，湍流强度，风剪切）下所收集的子数据库可以被选定为特殊数据库。如果电网频率在600s 平均时间内变化超过1%，则应当测量电网频率。电网频率变化超过正常电网频率1%时的数据应该 分开分级或被忽略。

5.4使用李生保证功率曲线反推真实风速

如果对精度要求较高，推荐使用专业机构提供的李生功率曲线 公式如下：

式中： P： 李生功率曲线功率（理论功率） V：李生功率曲线风速（真实风速）

P=aV²+bV+c

a: 二次项系数。 b: 一次项系数。 c:常数项。

也可以通过《风车库》查询被测机型的李生额定风速Va，并计算李生功率曲线 公式如下：

式中： Va：李生额定风速 P：李生功率曲线功率（理论功率） 10*V/va:风速系数 V：李生功率曲线风速（真实风速） Pr：额定功率 计算得到李生功率曲线P=f（V) 再按照现场空气密度计算李生保证功率曲线，并与现场空气密度下的保证功率曲线比较。 李生保证功率曲线是使用李生功率曲线和现场空气密度计算李生保证功率曲线。 通过样板机组SCADA功率曲线与李生保证功率曲线拟合，建立实际风速与SCADA风速的相关关 ，寻找SCADA风速的校正函数，公式如下： V=a*v+b 式中： V直实风速

式中： V：真实风速 V：采集的 SCADA 风速 a：线性函数的斜率 b：线性函数的截距

式中： V：真实风速 V：采集的 SCADA风速 a：线性函数的斜率 b：线性函数的截距

实际功率曲线是利用机组实际风速和功率的数据组用“区间法”确定的，即用1.0m/s（或 5m/s）的区间，依据公式（6）（7）对每一风速区间计算规格化后的平均风速和规格化后的输

Vi：第i个区间规格化平均风速； Vn，i，j：第i个区间数组j规格化风速； Pi：第i个区间规格化平均输出功率； Pn室内给排水、消防及自动报警系统施工组织设计.，i，j：第i个区间数组规格化输出功率； Ni：第i个区间内10min数组的个数。

年发电量是通过采用实际功率曲线对风速频率分布（数据来源于《项目可研报告》）进行估计 到的。参考风速频率分布应采用与形状因数为2的韦伯尔分布完全相同的瑞利分布。当轮毂高度 平均风速分别为4、5、6、7、8、9、10和11m/s时，可根据下式估算年发电量为：

式中： AEP：年发电量； Nh：一年中的小时数，约为8760小时； ：区间的个数； Vi：第i个区间规格化平均风速； Pi：第i个区间规格化平均输出功率。

F(V)：风速的瑞利累积概率分布函数； Vave：轮毂高度的年平均风速：

5.7功率曲线验证保证值计算

风电机组功率曲线保证值计算方法： 保证值（%）=（实测年发电量/李生保证年发电量）×100% 实测年发电量=风频分布值×8760×实际功率曲线值 保证年发电量=风频分布值×8760×李生保证功率曲线值

防水板施工技术交底书5.8全场机组性能评价

则试机组的计算方法计算各机组相关指标如下表：