一種風機功率預測裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及電力行業的一種風機功率預測裝置，包括至少由風向傳感器、風力傳感器構成的氣象數據采集裝置，所述的氣象數據采集裝置經定時采集器與功率轉換裝置相連接，所述的功率轉換裝置與輸出裝置相連接。所述的功率轉換裝置由相互并聯連接的春季功率轉換裝置、夏季功率轉換裝置、秋季功率轉換裝置和冬季功率轉換裝置構成。采用本實用新型技術方案就可實時地預測出風電機的發電機功率，實現對風力發電的有效預測；更特別的是，通過設置并聯的春、夏、秋、冬季功率轉換裝置，實現不同季節應用不同功率轉換裝置預測發電效率，以提高預測精確性的目的。本實用新型結構簡單、效果顯著，適于推廣使用。
【專利說明】-種風機功率預測裝置
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及電力行業的一種風機功率預測裝置。
【背景技術】
[0002] 風是一種潛力很大的新能源，十八世紀初，橫掃英法兩國的一次狂暴大風，吹毀了 四百座風力磨坊、八百座房屋、一百座教堂、四百多條帆船，并有數千人受到傷害，二十五萬 株大樹連根拔起。僅就拔樹一事而論，風在數秒鐘內就發出了一千萬馬力（即750萬千瓦； 一馬力等于〇· 75千瓦）的功率有人估計過，地球上可用來發電的風力資源約有100億千 瓦，幾乎是現在全世界水力發電量的10倍。目前全世界每年燃燒煤所獲得的能量，只有風 力在一年內所提供能量的三分之一。因此，國內外都很重視利用風力來發電，開發新能源。
[0003] 把風的動能轉變成機械動能，再把機械能轉化為電力動能，這就是風力發電。風 力發電的原理，是利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發 電機發電。依據目前的風車技術，大約是每秒三米的微風速度(微風的程度)，便可以開始發 電。風力發電正在世界上形成一股熱潮，因為風力發電不需要使用燃料，也不會產生輻射或 空氣污染。
[0004] 風力發電在芬蘭、丹麥等國家很流行；中國也在西部地區大力提倡。小型風力發電 系統效率很高，但它不是只由一個發電機頭組成的，而是一個有一定科技含量的小系統：風 力發電機+充電器+數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都 很重要，各部分功能為：葉片用來接受風力并通過機頭轉為電能；尾翼使葉片始終對著來 風的方向從而獲得最大的風能；轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能；機 頭的轉子是永磁體，定子繞組切割磁力線產生電能。
[0005] 我國的風力資源極為豐富，絕大多數地區的平均風速都在每秒3米以上，特別是 東北、西北、西南高原和沿海島嶼，平均風速更大；有的地方，一年三分之一以上的時間都是 大風天。在這些地區，現在已有不少成功的中、小型風力發電裝置在運轉，發展風力發電是 很有前途的。
[0006] 風力發電最大的缺陷是不穩定，風力發電本身具有波動性、間歇性、低能量密度、 不可控等特點，因而風電功率也是波動的、間歇的，系統在運行時必須考慮留有足夠的備用 電源和調峰容量，以保證風電出力不足時能夠正常向用戶供電，這就增加了對電網計劃和 調度的難度。風電功率預測成為電力系統中不可或缺的組成部分，但是由于一年四季變化 較快，使得不同季節、不同天氣現象使精確預報風場風況變得較為困難。但風力的大小符合 一定的氣象、氣候、季節規律，通過對風電場發電量進行短期和中期的準確預測，可以大幅 降低電網旋轉備用容量，從而有效降低風力發電系統成本，并且為電網運行調度提供可靠 的依據。
[0007] 基于以上需要，特提出本實用新型。 實用新型內容
[0008] 本實用新型提供一種風機功率預測裝置，以實現對風電機組風力發電的有效預 測。
[0009] 本實用新型的技術方案是：一種風機功率預測裝置，包括至少由風向傳感器、風力 傳感器構成的氣象數據采集裝置，所述的氣象數據采集裝置與功率轉換裝置相連接，所述 的功率轉換裝置與輸出裝置相連接。
[0010] 進一步，所述的功率轉換裝置由相互并聯連接的春季功率轉換裝置、夏季功率轉 換裝置、秋季功率轉換裝置和冬季功率轉換裝置構成。
[0011] 進一步，春季功率轉換裝置與第一控制開關串聯；夏季功率轉換裝置與第二控制 開關串聯；秋季功率轉換裝置與第三控制開關串聯和冬季功率轉換裝置與第四控制開關串 聯。
[0012] 進一步，氣象數據采集裝置還包括濕度傳感器和/或溫度傳感器。
[0013] 進一步，所述的風向傳感器、風力傳感器、濕度傳感器和溫度傳感器分別經光纖通 道與功率轉換裝置相連接。
[0014] 進一步，所述的輸出裝置由顯示屏構成。
[0015] 進一步，所述的功率轉換裝置與供電電源相連接。
[0016] 進一步，所述的功率轉換裝置與存儲器相連接。
[0017] 本實用新型的有益效果是：采用本實用新型就可利用至少由風向傳感器和風力傳 感器組成的氣象數據采集裝置采集風電場處的氣象信息，利用采集到的氣象信息預測得出 風電機的發電機功率，實現對風力發電的有效預測，進而可根據預測結果制定發電計劃，降 低電網旋轉備用容量，為電網運行調度提供可靠的依據。更特別的是，通過設置并聯的春、 夏、秋、冬季功率轉換裝置，實現不同季節應用不同功率轉換裝置預測發電效率，以提高預 測精確性的目的。本實用新型結構簡單、效果顯著，適于推廣使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0019] 圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0020] 圖2是本實用新型實施例一中的結構示意圖；
[0021] 元件說明：11 一風向傳感器，12-風力傳感器，13-濕度傳感器，14一溫度傳感器， 2一米集器，3-功率轉換裝置，4一顯不屏，5-供電電源，6-存儲器，21-定時器，31-春季 功率轉換裝置，32-夏季功率轉換裝置，33-秋季功率轉換裝置，34-冬季功率轉換裝置， 35-第一控制開關，36-第二控制開關，37-第三控制開關，38-第四控制開關。
【具體實施方式】
[0022] 如圖1所示，本實施例公開了一種風機功率預測裝置，包括氣象數據采集裝置，所 述的氣象數據采集裝置經定時采集器與功率轉換裝置3相連接，所述的功率轉換裝置3與 輸出裝置相連接。
[0023] 本實施例中，所述的氣象數據采集裝置至少包括：風向傳感器11，以采集風電場 環境風向；風力傳感器12,以采集風電場環境風力大小；濕度傳感器13,以采集風電場環境 濕度；溫度傳感器14,以采集風電場環境溫度。風向傳感器11，風力傳感器12,濕度傳感器 13和溫度傳感器14分別與功率轉換裝置3相連接。從而，將風電場環境實時氣象數據傳輸 至功率轉換裝置3,功率轉換裝置3將實時氣象數據轉換為預測風電機發電功率，并將所預 測的風電機發電功率發送至輸出裝置，反饋至風電機組監控室。
[0024] 本實施例中，所述的風向傳感器11，風力傳感器12,濕度傳感器13和溫度傳感器 14分別經光纖通道、定時采集器與功率轉換裝置3相連接，以實現氣象數據的實時傳輸。所 述的輸出裝置由顯示屏4構成，以將功率轉換裝置3得出的風電機發電功率顯示出來。
[0025] 本實施例中，所述的定時采集器包括采集裝置2和定時器21。所述的采集裝置2 與功率轉換裝置3相連接。所述的采集裝置2與風向傳感器11、風力傳感器12、濕度傳感 器13和溫度傳感器14分別經光纖通道相連接。所述的采集裝置2與定時器21相連接。定 時器21間隔一定時間t，向采集裝置2發送脈沖信號，采集裝置2接收到脈沖信號后，將風 向傳感器11，風力傳感器12,濕度傳感器13和溫度傳感器14傳輸過來的實時氣象數據發 送至功率轉換裝置3。從而，實現了以一定的頻率對天氣數據自動采集、自動預判風電機發 電功率，提1?預判精確性的目的。
[0026] 本實施例中，所述的間隔時間t為30min至12小時；優選的，所述的間隔時間t為 30min，以提高檢測的精確性。
[0027] 本實施例中，所述的功率轉換裝置3與供電電源5相連接；優選的，所述供電電源 5由220V交流電源構成，還可以由蓄電池替代。所述的功率轉換裝置3與存儲器6相連接； 優選的，所述的存儲器6由存儲硬盤構成，存儲硬盤經數據線與功率轉換裝置3相連接。
[0028] 實施例一
[0029] 如圖2所示，本實施例中，所述的功率轉換裝置3由相互并聯連接的春季功率轉換 裝置31、夏季功率轉換裝置32、秋季功率轉換裝置33和冬季功率轉換裝置34構成。
[0030] 春季功率轉換裝置31與第一控制開關35串聯；夏季功率轉換裝置32與第二控制 開關36串聯；秋季功率轉換裝置33與第三控制開關37串聯和冬季功率轉換裝置34與第 四控制開關38串聯。
[0031] 從而，在春季時，開啟第一控制開關35,閉合第二控制開關36、第三控制開關37和 第四控制開關38,使實時氣象數據由春季功率轉換裝置31預測得出風電機發電功率；在夏 季時，開啟第二控制開關36,閉合第一控制開關35、第三控制開關37和第四控制開關38， 使實時氣象數據由夏季功率轉換裝置32預測得出風電機發電功率；在秋季時，開啟第三控 制開關37,閉合第一控制開關35、第二控制開關36和第四控制開關38,使實時氣象數據由 秋季功率轉換裝置33預測得出風電機發電功率；在冬季時，開啟第四控制開關38,閉合第 一控制開關34、第二控制開關35和第三控制開關36,使實時氣象數據由冬季功率轉換裝置 44預測得出風電機發電功率。通過上述裝置，實現不同季節應用不同功率轉換裝置預測發 電效率，以提1?預測精確性的目的。
[0032] 需要注意的是，上述具體實施例僅僅是示例性的，在本實用新型的上述教導下，本 領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進或者變形落在 本實用新型的保護范圍內。
[0033] 本領域技術人員應該明白，上面的具體描述只是為了解釋本實用新型的目的，并 非用于限制本實用新型。本實用新型的保護范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1. 一種風機功率預測裝置，其特征在于：包括至少由風向傳感器（11)、風力傳感器 (12)構成的氣象數據采集裝置，所述的氣象數據采集裝置經定時采集器與功率轉換裝置 (3)相連接，所述的功率轉換裝置（3)與輸出裝置相連接。
2. 根據權利要求1所述的一種風機功率預測裝置，其特征在于：所述的功率轉換裝置 (3)由相互并聯連接的春季功率轉換裝置（31)、夏季功率轉換裝置（32)、秋季功率轉換裝 置（33)和冬季功率轉換裝置（34)構成。
3. 根據權利要求2所述的一種風機功率預測裝置，其特征在于：春季功率轉換裝置 (31)與第一控制開關（35)串聯；夏季功率轉換裝置（32)與第二控制開關（36)串聯；秋季 功率轉換裝置（33)與第三控制開關（37)串聯和冬季功率轉換裝置（34)與第四控制開關 (38)串聯。
4. 根據權利要求1至3任一所述的一種風機功率預測裝置，其特征在于：氣象數據采 集裝置還包括濕度傳感器（13)和/或溫度傳感器（14)。
5. 根據權利要求4所述的一種風機功率預測裝置，其特征在于：所述的風向傳感器 (11)、風力傳感器（12)、濕度傳感器（13)和溫度傳感器（14)分別經光纖通道與功率轉換裝 置⑶相連接。
6. 根據權利要求1所述的一種風機功率預測裝置，其特征在于：所述的輸出裝置由顯 示屏⑷構成。
7. 根據權利要求4所述的一種風機功率預測裝置，其特征在于：所述的功率轉換裝置 ⑶與供電電源（5)相連接。
8. 根據權利要求4所述的一種風機功率預測裝置，其特征在于：所述的功率轉換裝置 (3)與存儲器（6)相連接。
9. 根據權利要求1至3或5至8任一所述的一種風機功率預測裝置，其特征在于：所 述的定時采集器包括采集裝置（2)和與采集裝置（2)相連接的定時器（21)，所述的采集裝 置（2)分別與氣象數據采集裝置和功率轉換裝置（3)相連接。
【文檔編號】G01W1/02GK203881846SQ201420139342
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】張超, 鄭若楠, 袁恩來 申請人:中國大唐集團新能源股份有限公司, 北京普華億能風電技術有限公司