风力发电实用软件综合解决方案介绍.doc

风力发电实用软件综合解决方案介绍风力发电作为新兴能源近几年受到了世界各国研究人员的广泛关注，欧、美、日等发达国家地区已有不少成功经验，并在着手兴建更大型化的风电场。在设计、建造和运营风电场的过程中，需要投入大量的人力物力，而其中一个重要的工具就是相配套的设计和运行软件。文章就目前风电领域中风资源预测、风电场设计和仿真模拟等方面的常用软件进行介绍，希望对相关从业者有所借鉴。1Garrad Hassan综合软件包不少风电软件开发公司推出了一系列软件产品，为风电场设计、风机设计、风电场管理运行等提供一整套解决方案。如英国Garrad Hassan公司是专业的风电领域各类软件的开发商，推出了风机叶片设计软件、风电场设计软件、风电场运行监控和数据采集系统以及风机数据采集系统等系列软件产品。客户包括Bonus A/S、BTM Consult、ECN、Enercon、FPL Energy、Gamesa Eolica、GE WindEnergy、NEG Micon、REpower、Suzlon Energy、Tokyo Mitsubishi、Vestas DWT、World Bank等200多家全球主要风电机组制造商、开发人员、银行和业主。（1）GH Bladed：风力发电机设计软件GH Bladed为用户提供一个陆上、离岸风机性能和负载的设计解决方案。软件具有基于Windows的绘图用户界面和在线帮助功能，操作方便，同时风机设计计算采用工业标准。GH Bladed支持风载荷和波浪载荷组合计算，采用全空气弹性和水弹性模型并考虑地震励磁的影响。GH Bladed具有多个功能模块，包括外壳稳定性分析、动态负载模拟、负载与电能获取分析、批处理和报告自动生成、电网交互以及控制设计的线性化模型。通过GH Bladed图形界面的工具栏，便于进行风机各个部分（包括：转子、叶片、驱动传动系统、发电系统、控制系统、塔架和机舱）的设计参数设定。（2）GH WindFarmer：风电场设计软件 GH WindFarmer是有效的风电场设计优化软件工具。它综合了各方面的数据处理、风电场评估，并集成在一个程序中快速精确地计算处理。用户可以通过GH WindFarmer自动有效地进行风电场布局优化，使其产能最大化并符合环境、技术和建造的要求。GH WindFarmer可生成高质量风电场环境影响评估文档，包括噪音、阴影闪烁（shadow flicker）、视觉影响、雷达、累积影响。风电场的视觉影响可以通过采用动态或静态视觉图像、虚拟漫游（Fly-through）或集锦照片的方式演示。GH WindFarmer有中文、英文、德文、法文等多种语言版本，全球24小时具有技术支持。GH WindFarmer包含以下几个功能模块：（a）基础模块基础模块是GH WindFarmer的核心，具有所有设计风电场必须的基本功能，主要包括：地图处理、风电场边界定义、风机工作室、风电场尾流损失模型、电量计算选项、自动设计优化、噪音影响模型、电量、风速、噪音和地面倾斜地图、多个风电场独立和累积分析、与WAsP和其他风力流动模型软件的连接界面。（b）可视化模块可视化模块用于在实际建造前模拟和演示风电场的视觉效果，包括视觉影响区域分析，虚拟现实，虚拟漫游，集锦照片等。（c）MCP+模块MCP+模块提供了所有测量风力数据的评估工具，测量数据的时间序列可以输出成图形和文件并与长期风资源数据形成关联。（d）紊流强度模块紊流强度模块提供高级用户先进的风力流动、风机性能和风机负载模型。（e）金融模块金融模块可以对风能项目设计规划阶段进行金融评估，用户可以采用自己的金融模型或软件中自带的金融模型。（f）电力模块电力模块用于设计风电场的电力规划，包括对于变压器、电力电缆的超载检查和计算电力损耗。（g）阴影闪烁模块阴影闪烁模块计算所给出的布局图和地形图中所产生的阴影闪烁。确定风机产生的阴影闪烁机理和时间间隔。（3）GH SCADA：风电场监控管理和数据采集系统Garrad Hassan公司已经采用监控系统对大量风机进行了监控测量，并从许多风电场项目中进行获得了风机设计和数据分析的经验。 GH SCADA软件是与风机制造商、风电场运行商、开发商和金融企业等共同协作设计开发的，用于满足风电场运行、分析和风电报告中相关企业的需求。可以用于任何类型的风机，并对所有设备采用统一的分析和报告处理。用户可以通过在线数据查看功能监控风电场当前的状态，包括采用绘图用户界面查看风电场地图或采用一系列图表显示风机、气象站和电网状态。GH SCADA的“报告、分析和数据库”主要是实现生成报告、计算电能产量、趋势、数据库、电力曲线、气象数据和实用性计算等功能。GH SCADA的功能特色：软件的操作具有完全独立性、可跟踪性和透明性，使用者可以指定需要查看、控制、记录和报告的内容；具有单个风机、电网和气象站的远程界面单元，保证数据的完整性；远程接口采用Web浏览器，无需复杂的软件设置；采用气象站界面单元进行独立风速测量和气象参数监控和分析。（4）GH T-MON：风机数据采集系统GH T-MON应用于风机的实际使用过程，是一个综合信号处理和数据采集系统。每个系统具有一个独立的多数据采集单元计算机基站（DAUs），基站执行控制、数据处理和记录功能，并提供信号处理、模拟量过滤和A/D数模转换，以及进行传感器频率测量。主要功能特征： 从安装到数据采集简单快速 模块化分布式数据采集单元 同步数据记录 操作简便 采用调制解调器进行所有功能的远程接入 低成本的解决方案2AREVA T&D E-terrawind由于在电力系统中应用了不连续的发电技术，对相关发电单位提出了新的挑战，包括精确风量预测、确保电力质量（电压和频率波动）、辅助服务和风电入网的成本和运行效果。AREVA T&D E-terrawind软件的目标用户是风电场开发和运行商、输配电单位、区域输电机构等单位，主要提供风电场设计规划，实时监控电场的电力并网和市场运行状况。软件集成了基于气象因素的发电预测、发电配额日程安排、发电监控、贸易市场界面，帮助风电场运行商获得最大的盈利。E-terra wind软件可以与AREVA T&D公司开发的风能预测和其他功能软件兼容，以此评估风能对电力系统运行的影响。如可以与E-terracontrol、E-terrasimulator等软件相配套使用，实现丰富的功能。E-terracontrol是一个集成的、并且比较成熟的标准软件应用程序，为电力行业提供最新的实时数据采集和管理监控系统。E-terracontrol采用开放式的结构和分层软件设计，并可运行多种面向风力技术的软件模型，同时它可作为一个软件平台，支持其它应用程序的运行。例如E-terracontrol是数据处理网关（DPG）的基础平台，用于在风电场和公用事业并网控制中心能源管理系统（EMS）间进行数据传输。E-terrasimulator软件提供电力系统实时模拟运行和