風(fēng)速模型對風(fēng)電機(jī)組功率曲線的影響研究.pdf

1、風(fēng)電是一種清潔永續(xù)、易于開發(fā)、份額比重不斷增加、開發(fā)技術(shù)趨于成熟的可再生能源發(fā)電方式。然而由于風(fēng)能自身的湍流特點(diǎn)決定了風(fēng)電機(jī)組所受載荷的擾動(dòng)性及其輸出功率的波動(dòng)性，為提高風(fēng)電機(jī)組建模的精確度，并保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，需建立符合風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行環(huán)境的風(fēng)速模型。
　　以建立符合風(fēng)電機(jī)組實(shí)測風(fēng)速特性的風(fēng)速模型為研究目的，基于國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61400-1(2005)版中的Kaimal湍流譜和風(fēng)電場實(shí)測風(fēng)速威布爾概率分布，旨在建立既滿足風(fēng)速短

2、期隨機(jī)性和波動(dòng)性變化特點(diǎn)，又符合實(shí)際風(fēng)速長期統(tǒng)計(jì)特性的風(fēng)速模型。并將該風(fēng)速模型應(yīng)用于不周湍流強(qiáng)度下的功率曲線與實(shí)測功率曲線的相關(guān)性分析，研究風(fēng)速的湍流特性對功率曲線的影響，具有實(shí)際的理論研究價(jià)值和應(yīng)用意義。主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)基于實(shí)測的風(fēng)速模型。聯(lián)立實(shí)測風(fēng)速威布爾分布和Kaimal湍流譜，采用五種方法對實(shí)測風(fēng)速進(jìn)行威布爾參數(shù)的評估，并依據(jù)三種統(tǒng)計(jì)方法對五種評估結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證得出最優(yōu)威布爾分布參數(shù)解，通過不同風(fēng)速的概率值求解

3、出各風(fēng)速段的持續(xù)時(shí)間，并計(jì)算從切入風(fēng)速到切出風(fēng)速步長為1 m/s的湍流強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)平均風(fēng)速連續(xù)變化的湍流風(fēng)速仿真，仿真風(fēng)速涵蓋切入風(fēng)速到切出風(fēng)速的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行全風(fēng)速范圍。
　　(2)風(fēng)速模型的修正。由于Kaimal譜仿真中各平均風(fēng)速均采用恒定湍流強(qiáng)度值，中風(fēng)速段(5-11m/s)各平均風(fēng)速波動(dòng)規(guī)律不變且仿真占比時(shí)間高達(dá)79.55％，導(dǎo)致仿真出的概率密度與威布爾分布擬合效果不夠理想，因此，采用湍流強(qiáng)度分區(qū)計(jì)算和ARMA模型兩種方法進(jìn)行

4、風(fēng)速模型修正。修正結(jié)果既有效地提高了仿真風(fēng)速分布概率滿足實(shí)測風(fēng)速威布爾概率特征的精確度，還體現(xiàn)了不同風(fēng)速下的由低至高的湍流特性，豐富了風(fēng)速模型的湍流種類，修正效果理想。
　　(3)風(fēng)速模型對功率曲線的影響分析。提出功率權(quán)重分析法，當(dāng)湍流強(qiáng)度在3％～11％之間時(shí)，功率與實(shí)測功率的權(quán)重差值小于1.5％，當(dāng)湍流強(qiáng)度在0～3％，11％～15％時(shí)，功率與實(shí)測功率的權(quán)重差值為3.1％～3.5％的范圍，當(dāng)湍流強(qiáng)度在15％以上時(shí)，功率與實(shí)測功率的