基于运行数据的风力发电机组功率特性分析
风力发电机组发电性能分析与优化
风力发电机组发电性能分析与优化摘要：目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，风力发电是我国的主要能源。
人们能源需求量的逐渐增加，风力发电由于具有清洁、环境效益好、可再生、装机规模灵活、运维成本低等优点，受到广泛应用，风力发电技术也得以快速发展。
但多数机组在实际运行中的发电能力与项目建设可行性研究报告理论发电小时数相差较大，不能达到项目预期，经营收益低于期望值。
基于此，本文从风电机组运行性能评价、硬件改造和软件控制策略优化三个方面研究提升风电机组发电能力的方法，通过强化功率曲线、能量利用率对标分析和实施增效技改措施全面提升发电量。
关键词：风力发电；增效技改；性能评价引言风电作为我国能源结构的重要组成部分，风力发电的经济性受到越来越多的关注，随着风电在能源供应中的比例日益增大，各大风电运营企业不断提高成本意识，致力于减少风电与传统电力间的成本差异，推动产业发展。
对于已投运的风电项目，其运营效率的提高、风机质量和维护水平的提升等都能够起到降低风电成本的作用。
不同风电场根据各自的风资源情况选取相应类型的风电机组。
如果风电场在运营期间的风速低于可研风速，或所用机组与风资源情况不匹配，则会给风电场带来较大的损失。
针对这些风场的风电机组，如何通过能效分析和技术改造，优化、改善机组发电能力，使其能够吸收更多风能、提升发电能力、提高经济效益就显得非常重要。
1风力发电机发电性能评价性能评价主要针对风电机组的性能构建评价体系，并定期进行统计分析，通常包括发电量、利用小时数、设备可利用率、损失电量、远动率、弃风率、能量利用率等，以便定位风电场发电量损失原因，发现设备性能、健康状态以及运行管理等方面存在的问题。
性能分析的核心在于找到实际发电量与理论可发电量的差距，并进行细化，因此风资源测量的准确与否，是机组性能分析的关键影响因素，应利用激光雷达测风仪等校验装置，对不同厂家、不同机型风电机组机场测风设备进行校正，在此基础上开展在线的性能分析。
风力发电机组的性能研究与参数优化
风力发电机组的性能研究与参数优化一、引言风力发电是一种可再生能源，具有清洁、绿色、可持续的特点，因此在减少对环境的污染和应对能源危机中具有重要意义。
风力发电机组作为风力发电系统的核心组件，其性能对整个发电系统的效率和可靠性有着决定性的影响。
本文旨在研究风力发电机组的性能，并优化其参数，以提高发电系统的效率和稳定性。
二、风力发电机组的性能研究1. 动力学性能研究：通过对风力发电机组在不同风速下的转速-风速特性曲线的测量和分析，可以得到风力发电机组的响应速度、最大功率点和启动风速等参数，从而了解其动力学性能。
2. 发电性能研究：通过测量风力发电机组的电压、电流和发电机转速等参数，分析风力发电机组的输出功率、电能产量和发电效率，并绘制功率-风速曲线，以评估其发电性能。
3. 转动特性研究：通过对风力发电机组的转动状态进行监测和分析，了解其转速的稳定性、振动情况和转动噪声，并探讨这些因素对发电系统的影响。
三、风力发电机组的参数优化1. 桨叶设计优化：风力发电机组的桨叶是转换风能为机械能的重要部件，其形状、材料和数量等参数对发电机组性能有着重要影响。
通过优化桨叶的设计，可以提高风能的捕捉效率，增强风力发电机组的动力性能。
2. 增强型控制系统：风力发电机组的控制系统包括发电机组运行控制、轴向力控制和转矩控制等。
通过引入先进的控制算法和传感器，可以提高发电机组的稳定性和可靠性。
3. 优化系统布局：合理的发电机组布局可以减小机组之间的相互遮挡效应，降低发电系统的损耗和风阻。
通过优化系统布局，可以提高整个发电系统的发电效率。
4. 基础结构优化：风力发电机组的基础结构直接影响其稳定性和抗风能力。
通过优化基础结构的材料和形状，可以提高风力发电机组的机械强度和稳定性。
四、结论通过对风力发电机组的性能研究和参数优化，可以提高整个风力发电系统的效率和可靠性。
优化桨叶设计、增强控制系统、优化系统布局和基础结构，可以有效提高风力发电机组的发电性能和稳定性。
风力发电机组性能分析与优化设计
风力发电机组性能分析与优化设计随着人们对可再生能源的需求日益增长，风力发电作为一种高效且环保的能源形式，受到了广泛的关注和应用。
而风力发电机组作为风力发电系统的核心部件，其性能分析与优化设计对于提高能源利用效率和降低成本具有重要意义。
本文将对风力发电机组的性能进行深入分析，并提出优化设计的方法。
一、风力发电机组性能分析1. 功率曲线分析：风力发电机组的功率曲线是描述其在不同风速下输出功率的关系曲线。
通过对功率曲线的分析，可以了解不同风速下风力发电机组的运行状态和效率。
在设计阶段，需要根据当地的风速数据和气象条件，合理确定风力发电机组的额定风速和切入风速，以获得最大的能源输出。
2. 发电效率分析：发电效率是衡量风力发电机组输出能源利用效率的重要指标。
通过对发电效率的分析，可以发现机组运行过程中的能量损失和改进空间。
提高发电效率可以增加系统的经济效益，并减少对自然资源的依赖。
3. 噪音分析：风力发电机组运行时会产生噪音，对周围环境和生活居民产生一定的影响。
通过对噪音的分析，可以确定机组的噪音水平，并提出相应的控制措施。
减少噪音对于保护环境和提升机组的社会接受度具有重要意义。
二、风力发电机组优化设计1. 叶片设计：叶片是风力发电机组的核心部件，直接影响到机组的转速和发电效率。
通过对叶片的形状、材料和结构进行优化设计，可以提高机组的转动效率，降低噪音和振动，增加机组的寿命。
2. 控制系统设计：风力发电机组的控制系统对机组的性能和稳定运行起到至关重要的作用。
优化设计控制系统可以实现风速跟踪和机组变桨控制，提高机组的适应性和动态性能。
此外，通过合理的控制策略可以最大限度地提高机组的发电效率。
3. 故障诊断与预测：风力发电机组的故障对机组的性能和可靠性产生重大影响。
通过对机组的故障诊断和预测，可以及时发现故障并采取相应的维修措施，提高机组的可靠性和可维护性。
三、风力发电机组性能优化的挑战与解决方案1. 风场复杂性：风力发电机组通常建设在开阔的地区，受到多种复杂的气象条件和风场影响。
第三章风力发电机组的特性分析
第三章风力发电机组的特性分析风力发电机组是利用风能转化为电能的装置，最主要的组成部分是风力发电机和控制系统。
在设计和运行过程中，需要对风力发电机组的特性进行分析，以了解其工作性能和电能输出能力。
本文将从风力发电机的功率特性、风速-功率曲线、风机性能系数、传动系统效率等几个方面进行分析。
首先，风力发电机组的功率特性是指在不同风速条件下，风力发电机的输出功率变化情况。
通常情况下，风速越高，发电机的输出功率越大。
然而，随着风速的增加，风力发电机的输出功率不会无限制地增加，而是会达到一个峰值后逐渐趋于稳定。
这是因为风力发电机在低风速下，转子转速较低导致输出功率较小；而在高风速下，由于受到空气动力学效应的限制，风力发电机无法进一步提高转速，从而限制了功率的增加。
其次，风速-功率曲线是描述风力发电机在不同风速下的输出功率变化情况的曲线。
通过绘制风速-功率曲线，可以直观地了解风力发电机在不同风速条件下的输出特性。
在曲线的初期阶段，发电机的输出功率随着风速的增加呈现较快的增长趋势；随着风速的继续增加，发电机的输出功率增长逐渐减缓，并在其中一点达到峰值；当风速继续增加时，发电机的输出功率趋于稳定。
第三，风机性能系数是评价风力发电机组性能的重要指标之一、风机性能系数定义为风力发电机的实际输出功率与理论最大输出功率之比，它能够反映风力发电机的利用效率。
风机性能系数通常介于0.2和0.6之间，数值越大表示风力发电机利用风能的效率越高。
最后，传动系统效率是指风力发电机组传动系统能量传递的效率。
传动系统由风轮、转子轴、传动装置等组成，承担将风能转化为电能的任务。
传动系统效率的高低对整个风力发电机组的能量转换效率有着重要影响。
提高传动系统效率可以降低能量损耗，提升风力发电机组的电能输出能力。
在实际应用中，风力发电机组的特性分析是优化设计和管理运维的关键步骤。
通过对风力发电机组的特性进行深入分析，可以帮助工程师了解风力发电机组的工作原理和限制条件，从而提高发电效果、降低成本并保障安全运行。
风力发电机组功率曲线一致性治理浅析
风力发电机组功率曲线一致性治理浅析摘要：风力发电机组功率曲线主要用于分析机组性能、评估机组发电能力。
根据功率曲线不仅能够判定风电机组输出性能的优劣，还可以分析风电机组及主要部件运行状况是否正常，及时发现潜在的电气和机械问题。
此外功率曲线的准确与否，与风电场运行评价、风电指标体系正常运行、达设计值分析密切相关，直接影响风机发电量及经济效益。
做好风力发电机组功率曲线一致性分析和治理，有助于提高风力发电机组发电效益，进一步提升设备管理水平。
关键词：风力发电；功率曲线；一致性；离散率；运行评价1风力发电机组功率曲线一致性系数与离散率1.1功率曲线一致性系数所谓功率曲线就是以风速(Vi)为横坐标，以有功功率Pi为纵坐标的一系列规格化数据对(Vi，Pi)所描述的特性曲线。
在标准空气密度（ρ=1.225kg/m3）的条件下，风电机组的输出功率与风速的关系曲线称风电机组的标准功率曲线。
根据风力发电机组所处位置风速和空气密度，观测机组输出功率与主机厂商提供的额定功率曲线进行比较，选取切入风速和额定风速间以1m/s为步长的若干个取样点进行计算，可得出功率曲线一致性系数。
为保证数据的准确性，也可选取更小的风速步长。
功率曲线一致性系数=（1-）*100%其中i为取样点，n为取样点个数。
正常情况下，功率曲线一致性系数一般介于95%—105%之间。
1.2功率曲线一致性系数离散率理想状况下同风场同机型的机组运行数据得到的功率曲线应是一致的，功率曲线一致性系数离散率（以下简称离散率）越大，说明同机型不同机组间功率曲线差异越大。
离散率=功率曲线一致性系数标准差/功率曲线一致性系数平均值离散率越大说明机组间功率曲线差异越大，离散率越小说明机组间功率曲线差异越小。
2功率曲线一致性系数与离散率应用2.1数据统计分析目前新能源发电企业基本实现了集中监控，对风力发电机组全量数据进行了采集，可利用大数据平台和智能报表系统，按月、季、年定期开展风力发电机组功率曲线一致性数据统计和分析。
风电机组风速-功率异常运行数据特征及清洗方法
中央高校基本业务经费资助项目（0800219312）。 收稿日期 2017-08-02 改稿日期 2017-09-07
3354
电工技术学报
2018 年 7 月
0 引言
风能是一种清洁、可再生的能源，正迅速成为 可持续发展和能源战略的重要组成部分[1,2]。但是风 力发电过程中随机变化的风速风向使得风电功率具 有波动性、间歇性和随机性等特征，对电力系统运 行的稳定性和可靠性造成不利影响[3-5]。消除这些不 利影响的一种重要手段就是通过风电机组运行数据 的挖掘提高风力发电的可预见性。通过实测风速和 功率得到的风功率曲线可用于评估风电机组的性能 和运行状况，对判断风机故障有重要价值，同时时 序功率数据也是研究风电功率预测以及评估风功率 对电网影响的基础[6]。因此，准确获得风电机组实 际运行的风速和功率数据，能够为风电场的经济安 全运行和优化控制策略提供根本的数据支撑。但是 在风电场运行过程中，由于机组停机、减载、通信 噪声和设备故障等因素，会产生大量异常数据。目 前风电机组运行数据的收集、管理、分析和挖掘方 法仍存在诸多不足，不能准确辨识所采集数据的质 量差异，进而有效支撑粗糙数据的正确筛选和合理 化优化，造成数据质量得不到保障[7]。如果这些数 据不经处理直接使用，得到的风力发电统计特性发 生畸变，会影响风电机组的运行状态和运行特性的 分析结果。为了提高数据质量，数据清洗已成为数 据挖掘过程中不可或缺的环节[8]。
关键词：风电机组 风功率曲线 异常数据 数据清洗 中图分类号：TP274
Characteristics of Outliers in Wind Speed-Power Operation Data of Wind Turbines and Its Cleaning Method
基于深度学习的风力发电功率预测与优化模型研究
基于深度学习的风力发电功率预测与优化模型研究近年来，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了越来越多的关注。
然而，风力发电具有不稳定性和不可控性，这使得风力发电功率的预测与优化变得尤为重要。
在这篇文章中，我们将讨论基于深度学习的风力发电功率预测与优化模型的研究。
风力发电功率预测是指通过分析历史风速、温度、湿度等气象数据，来预测未来一段时间内风力发电机组的输出功率。
准确的风力发电功率预测可以帮助发电机组调整产能，提高发电效率，降低能源浪费。
而基于深度学习的模型可以通过学习大量的历史数据，自动提取特征，并进行准确的预测。
首先，我们将介绍深度学习在风力发电功率预测中的应用。
深度学习是一种模仿人脑神经网络结构和功能的机器学习方法。
通过多层次的神经元网络，深度学习模型可以从大量的输入数据中提取抽象的特征，实现复杂的模式识别和预测。
在风力发电功率预测中，深度学习模型可以根据历史的气象数据和风力发电机组的输出功率数据，学习到不同气象因素对发电功率的影响，并对未来的功率进行准确的预测。
通过深度学习模型的训练和优化，可以提高风力发电功率预测的准确性和稳定性。
其次，我们将探讨如何构建和训练基于深度学习的风力发电功率预测模型。
首先，需要收集并整理大量的气象数据和风力发电机组的输出功率数据。
然后，将数据集分为训练集和测试集，用于模型的训练和评估。
在构建深度学习模型时，可以选择常用的神经网络结构，如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）和长短期记忆网络（LSTM）。
在模型训练过程中，需对模型的网络结构、参数和超参数进行调优，以达到较好的预测效果。
最后，通过对测试集的预测结果进行评估，可以衡量模型的准确性和鲁棒性。
最后，我们将讨论基于深度学习的风力发电功率优化模型的研究。
风力发电机组的运转方式对功率输出有重要影响。
通过优化风力发电机组的转速、叶片角度等参数，可以最大程度地提高功率输出效率。
深度学习可以帮助建立风力发电机组的功率输出模型，并结合最优化算法，寻找最佳的运转方式。
风力发电机组功率特性测试的研究
风力发电机组功率特性测试的研究风力发电机组功率特性测试是考验机组整体经济性能的重要测试,但是测试过程总会受到一些内部因素和外部因素的共同干扰,造成测试周期延长、测试成本增高的现状。
因此,怎么有效且高效地进行测试,是一项亟需解决的事项。
本文从三个方面展开了对风电机组功率特性测试的研究:(1)分析新旧标准功率特性测试方法的变化,在实际风电场测试项目中,从测试机位的选取、测试设备的安装、测试数据的处理等方面,完成机组功率特性测试的整个过程。
基于所得测试数据,给出了机组功率特性测试的结果,对结果中的场地环境因素(空气密度、湍流强度、风剪切)数据进行区间化处理,量化了空气密度、湍流强度、风剪切对机组测试功率曲线的影响。
(2)提出功率特性测试数据处理过程中使用不同的数据长度。
在总相同测试周期下,以原始600s(10min)时间序列数据长度的总测试数据为基准,分别将其拆分成不同种类的5s、30s、60s、300s数据长度数据,完成这些数据长度下的功率特性测试结果。
结果表明,不同年平均风速下,300s数据长度年发电量与600s(10min)数据长度年发电量平均相差结果最小,为0.09%;5s、30s、60s数据长度年发电量与600s(10min)数据长度年发电量平均相差结果在0.2%左右。
(3)验证复杂地形下使用CFD仿真方法进行场地标定工作的可行性。
以Meteodyn WT为工具,通过绘制场区的粗糙度地图和等高线地图,完成场地标定中气流校正系数的仿真计算。
与实际双测风塔场地标定数据做对比,研究两者在功率特性测试中的差异性分析。
结果表明,对于Type B类复杂地形,不同风向区间的气流校正系数,仿真结果整体低于与实测结果,偏差范围在-2.15%与+0.15%之内,最小偏差为0.03%。
风场测风基站年平均风速为8.1m/s,8m/s年平均风速下年发电量仿真结果与实测结果相差2.06%。
风力发电机组出质保期验收细则
GB/T 20319-2006风力发电机组验收规范
GB/T 20320-2006风力发电机组电能质量测量和评估方法
DL/T 666-1999风力发电场运行规程
DL 796-2001风力发电场安全规程
DL/T 797-2001风力发电场检修规程
是□ 否□
3.3
检查避雷装置
碳块与转子接触良好且磨损量不超过初始尺寸的3/4，避雷板前端尖部与主轴转子间的间隙为0.5-1mm，刷握与主轴转子间的间隙不大于2mm
是□ 否□
3.4
检查齿轮箱空气滤清器
滤清器无污染（更换周期为1年）
是□ 否□
3.5
检查油冷却润滑系统管路
管接头无松动，管路无老化、磨损，冷却器无泄漏现象
是□ 否□
2.7
检查感应片
无变形，固定牢固
是□ 否□
2.8
检查变桨小齿轮和变桨齿圈轮齿齿面
无点蚀、磨损等现象
是□ 否□
2.9
检查滑环外表
无油污，连接电缆完好
是□ 否□
2.10
检查轮毂铸体外表
无油污，防腐完好
是□ 否□
2.11
检查轮毂内走线
走线规范，绑扎牢固
是□ 否□
2.12
变桨轴承/轮毂安装螺栓
变桨轴承/轮毂安装螺无松动、缺失
3.19
检查齿轮箱油温、轴温
齿轮箱温传感器、轴温传感器固定正常、温度显示正常
是□ 否□
4.1
检查制动器外表
无油污，防腐完好，各连接处无漏油现象
是□ 否□
4.2
检查制动盘外表
无油污、锈蚀、损伤
是□ 否□
第三章 风力发电机组的特性分析
ωgen(3-12)
二、两质块柔性轴模型
图3-13
两质块柔性模型
二、两质块柔性轴模型 图3-13中，J′wtr为叶轮折算到高速轴的转动惯量，T′wtr为叶轮
折算到高速轴的转矩，Tgen为发电机转矩，Jgen为发电机转动
惯量，D′e为系统阻尼粘性系数，k′se为系统等效刚度。此外， 还可定义ω′wtr为折算到高速轴的叶轮角速度，ωgen为发电机角 速度，θ′wtr为折算到高速轴的叶轮角位移，θgen为发电机角位 移。于是可建立模型如下： T′wtr=J′wtrdω′wtr/dt+D′e(ω′wtr-ωgen)+k′se(θ′wtr-θgen) dθ′wtr/dt=ω′wtr -Tgen=Jgendωgen/dt+D′e(ωgen-ω′wtr ) +k′se(θgen-θ′wtr) Dθgen/dt=ωgen (3-12)
风力发电机组监测与控制
第三章 风力发电机组的特性分析
第三章 风力发电机组的特性分析 第一节 风力发电机组的基本特性
第二节 传动系统的动态特性
第三节 发电机及变流器的特性
第一节 风力发电机组的基本特性 一、风力机的特性
二、风力发电机组的转矩-转速特性
三、实度对风力机特性的影响 四、CQ-λ曲线 五、CT-λ曲线 六、KP-1/λ曲线 七、转速变化的影响 八、桨距角变化的影响
图3-9
定桨距风力发电机组运行转速与功率输出的关系
八、桨距角变化的影响
图3-10
桨距角与功率输出的关系
九、变桨调节
图3-11 变桨控制保持大风情况下的稳定功率
第二节 传动系统的动态特性 一、刚性轴模型
二、两质块柔性轴模型
第二节 传动系统的动态特性
关于风力发电机组功率曲线的影响因素的分析
【摘要】风力发电机组功率曲线是判定机组发电性能的重要指标，根据某风电场风力发电机组功率曲线存在偏差的情况，对影响风力发电机组功率曲线的因素进行分析，制定排查计划，使得风机发电性能最大化。
【关键词】功率曲线影响因素风力发电机组在设计、试验和运行过程中，机组的功率曲线是一个非常重要的指标，在风力发电机组生厂商向业主单位提供设备的同时，均会提供机组相应的标准功率曲线。
由于各个地区自然因素的不同，风力发电机组在并网发电过程中的实际功率曲线可能与标准功率曲线存在偏差，根据某风电场风力发电机组功率曲线存在偏差的情况，对风力发电机组功率曲线的影响因素进行深入分析，寻找解决方案。
1风力发电机组功率曲线概述功率曲线指风力发电机组输出功率和风速的对应曲线。
描绘风电机组净电功率输出与风速的函数关系图和表。
风力发电机组实际运行的功率曲线反馈了机组的实际效率，实际功率曲线的优良反映了机组的经济性。
标准功率曲线是在标准的工况下，根据风电机组设计参数计算给出的风速与有功功率的关系曲线。
标准功率曲线所对应的环境条件是：温度为15℃，1个标准大气压（1013.3hPa），空气密度为1.225kg/m³。
风电场的实际工况与标准功率曲线给定的环境条件之间存在很大的差异，这就决定了实际运行的功率曲线与标准给定功率曲线的区别。
当实际功率曲线高于标准给定功率曲线时，风力电机组会处于过负荷状态，损害机组，减少机组运行寿命。
当实际功率曲线低于标准给定功率曲线时，会造成发电量下降。
2影响风力发电机组功率曲线的因素2.1 风向标测得风向与实际风向存在偏差风力发电机组运行过程中，风向标不断跟踪变化的风向，控制叶轮持续对准最大风向，使机组最大程度的获得风能。
根据贝兹理论，风力发电机组在风能中吸收的功率为：P=1/2ρSCpv³式中，ρ为空气密度，S为叶轮的扫风面积，Cp为理论风能利用系数，v为垂直叶轮平面的风速。
在上式中，v为垂直叶轮平面的风速，当风力发电机组风向标测得的风向与实际风向出现偏差的时候，机组的输出功率会受到严重的影响。
风力发电机组 功率特性试验方法
风力发电机组功率特性试验方法1范围本部分规定了测试单台风力发电机组功率特性的方法，并适用于并网发电的所有类型和规格的风力发电机组的试验。
本部分适用于确定一台风力发电机组的绝对功率特性，也适用于确定不同结构的各种风力发电机组功率特性之间的差异。
风力发电机组的功率特性由测定的功率曲线确定，并用来估计年发电量（AEP）。
测得的功率曲线也采集的瞬时风速和功率输出值确定，此项试验应在试验场有足够长的测量时间，并建立在有效的统计数据库的基础上，该数据库应覆盖一定的风速范围和各种风况条件。
年发电量利用测得的功率曲线对应于参考风速频率分布计算获得，假设可利用率为100%。
本部分描述了一个测量方法，这种方法要求测量的功率曲线和导出的年发电量应由补充误差及其综合影响修正。
2 定义下列定义适用于本部分。
2.1 精度accuracy被测量物的测量值与真实值的接近程度。
2.2 年发电量annual energy production利用功率曲线和轮毂高不同风速频率分布估算得到的一台风力发电机组一年时间内生产的全部电能。
计算中假设可利用率为100%。
2.3 可利用率availability在某一期间内，除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的时数与这一期间内总时数的比值，用百分比表示。
2.4 复杂地形complex terrain试验场地周围属地形显著变化的地带或有能引起气流畸变的障碍物的地带。
2.5 外推功率曲线extrapllated power curve用估计方法对测出的功率曲线从测量的最大风速延伸到切出风速。
2.6 气流畸变flow distortion由障碍物、地形变化或其他风力机引起的气流改变，其结果是相对自由来流产生了偏离，造成一定程度的风速测量误差。
2.7 轮毂高度（风轮）hub height(wind turbine)从地面到风轮扫掠面中心的高度。
2.8 测量功率曲线measured power curve用图形和表格表示的按正确方法测试、修正和标准化处理的风力发电机组净电功率输出。
风力发电机组结构动力学特性分析
风力发电机组结构动力学特性分析引言随着环保意识的增强和可再生能源的重要性日益凸显，风力发电作为一种清洁、绿色的发电方式受到了广泛关注。
而要确保风力发电机组的安全、高效运行，深入了解其结构动力学特性势在必行。
本文将针对风力发电机组的动力学特性进行分析，以期为风力发电机组的设计和运行提供一定的参考。
一、风力发电机组的结构组成风力发电机组是由风轮、机舱、塔架和基础等部分组成的。
其中，风轮是核心部件，它承载着风力的作用，将其转化为旋转能量。
机舱则包含了发电机、变速箱、控制系统等关键设备。
塔架则起到支撑风轮和机舱的作用，承担着巨大的荷载。
基础则用于稳固风力发电机组，以防止其在风力作用下倾覆。
二、风力发电机组的运行原理风力发电机组的运行原理是通过风轮叶片受到风力的作用，产生转动，驱动发电机旋转，从而产生电能。
具体而言，当风轮叶片受到风力作用时，会产生扭矩，通过转轴传递到发电机上，使其转动。
发电机转动时，通过磁场感应原理，将机械能转换为电能，并输出给电网使用。
三、风力发电机组的结构动力学特性1. 风力作用的影响风力是影响风力发电机组结构动力学特性的主要因素之一。
风力的大小和方向都会对风力发电机组产生影响。
当风速增大时，风力对风轮的作用力也会增大，从而导致风轮和整个机组产生振动。
此外，风向的变化也会带来风轮的方向改变，从而改变了机组的运行状态。
因此，在设计和运行风力发电机组时，需要充分考虑风力的影响。
2. 结构的自然频率风力发电机组的结构自然频率是指在没有外界作用下，结构自身以特定频率振动的能力。
结构自然频率取决于结构的刚度和质量分布情况。
当外界作用频率接近或等于结构的自然频率时，会导致共振现象的发生，从而对风力发电机组产生不利影响。
因此，在设计风力发电机组时需要避免共振现象的发生，提高结构的自然频率。
3. 振动与疲劳破坏风力发电机组的振动是其结构动力学特性中一个重要的方面。
振动不仅会给机组带来不稳定性，还会引发疲劳破坏。
基于机器学习的风力发电机组短期功率预测
基于机器学习的风力发电机组短期功率预测随着全球能源消耗的不断增长，人们对可再生能源的需求也越来越高。
风能作为一种可再生、清洁、稳定的能源，在近几十年中得到了越来越广泛的应用。
风力发电系统是一种将风能转换为电能的设备，其中的风力发电机组是其核心部件。
为避免能源浪费和经济损失，对风力发电机组短期功率进行准确预测具有重要意义。
本文将介绍基于机器学习的风力发电机组短期功率预测的方法及其优势。
一、风力发电机组短期功率预测的意义对于风力发电站而言，预测风速被认为是一项至关重要的任务。
因为预测准确的风速将有助于实现优化风力发电机组的功率输出。
而这种预测精度可以通过基于机器学习的模型实现，这种方法也可以应用于预测风力发电站的发电量以及风力发电站中其他设备的输出功率。
精准的短期功率预测将使风电厂更加高效地运转，从而减少浪费并提高收益。
对于风电厂管理者而言，短期功率预测的准确性将有助于他们更好地计划维护和维修，降低停机时间和维修成本。
因此，对风力发电机组短期功率进行准确预测至关重要。
二、基于机器学习的短期功率预测在风力发电机组短期功率预测中，机器学习方法已被广泛应用。
机器学习方法是一种利用现有数据来构建数学模型的方法，以实现将数据分类或预测获得新数据的值。
机器学习方法中最常用的算法包括决策树、随机森林、支持向量机、神经网络等。
在基于机器学习的风力发电机组短期功率预测中，数据预处理非常重要。
首先需要收集大量的风速、功率、温度、湿度等数据，这些数据应该包括各种天气条件和风力发电机组的工作状态。
然后需要对数据进行分析和研究，找出关键变量并将数据分为训练集和测试集。
接下来，可以通过训练不同的机器学习模型来进行预测。
在选择模型时，需要考虑到模型的准确性、可解释性、稳定性等指标。
在构建模型的过程中，需要通过反复迭代和测试来优化模型的性能。
三、基于机器学习的风力发电机组短期功率预测的优势与传统的统计方法相比，机器学习方法在预测精度、泛化能力、自适应性等方面具有明显的优势。
基于MATLAB_Simulink风电机组并网运行特性分析毕业设计论文
山东科技大学本科毕业设计论文题目基于MATLAB/Simulink风电机组并网运行特性分析学院名称信息与电气工程学院专业班级电气工程及其自动化09-2班学生姓名罗阳百学号200901100818指导教师曹娜2013年6月13日摘要近年来，风能作为一种可再生绿色能源，受到了广泛关注。
随着我国风电产业的持续发展，风电场规模不断扩大，风电场并网运行对电网造成的影响也越来越大。
因此深入分析风电场并网对电力系统的影响，成为进一步开发风能所迫切需要解决的问题。
本文首先分析了国内外风力发电的发展和现状，阐述了风力发电的基本原理。
通过对我国目前应用比较广泛的双馈异步风力发电机和直驱永磁同步电机进行比较，可以看出双馈异步风力发电系统具有明显的优越性。
然后，本文建立了双馈型异步风力发电系统的数学模型。
通过模型的建立，在MATLAB/Simulink仿真环境下实现了风力发电系统的动态仿真，分析了风电场并网的运行特性，探讨了并网风电场与电网之间的相互影响，特别是对输出功率和电压质量的影响。
关键词：双馈异步风力发电机、MATLAB/Simulink仿真、风速、动态仿真ABSTRACTWind power as a kind of renewable green power resources has been received extensive attention in recent years. With the development of wind industry in China and the expansion of the scale of wind farms, the influence brought by large wind farms connected to power systems has become greater and greater. Therefore，the research on the impact of wind farms connected to power systems is an important issue that should be solved urgently.Firstly, the development and recent status of wind power in the world and in China, the characteristics and some technical problems of wind power are analyzed in this paper. The principle of wind power is studied. The operating characteristics of doubly-fed induction motors and direct-drive permanent magnet synchronous motor used in our country are compared in. Through the comparison, we can see that the wind power system with DFIG shows the obvious superiority. Secondly, a series of dynamic mathematics models of wind turbine generator based on the doubly-fed induction wind power system are set. Through Which, the Simulation is developed using MATLAB/Simulink tools by the dynamic mathematics models. The function characteristics of large grid-connected wind farm are analyzed and the interactions of wind power and the grid，especially to the power output and voltage quality，are researched. Key words: Doubly-fed induction wind turbine, MATLAB/Simulink Simulation, Wind speed, Dynamic simulation目录1 绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外风力发电的发展和现状 (2)1.3 风电并网对电力系统的影响情况 (4)1.4 论文的主要工作 (7)2 双馈风力发电机组的运行理论 (9)2.1 引言 (9)2.2 风力发电系统类型 (9)2.3 双馈风力发电机组变速恒频运行的基本原理 (11)2.4 双馈风力发电机系统的基本结构 (13)2.5 双馈风力发电机的等效电路 (14)2.6 双馈风力发电机的功率关系 (15)3 双馈风力发电系统的数学模型 (18)3.1 引言 (18)3.2 风速模型 (18)3.3 风力机模型 (21)3.4 传动装置模型 (23)3.5 桨距角控制模型 (25)3.6 双馈异步发电机及其控制系统模型 (26)3.7 变流器模型 (33)3.8 本章小结 (34)4 风电场并网对系统影响仿真分析 (35)4.1 引言 (35)4.2 MATLAB仿真软件的概述 (35)4.3 仿真模型及系统描述 (38)4.4 仿真结果及分析 (39)4.5 本章小结 (50)5 总结 (52)参考文献 (53)致谢 (55)附录（外文文献及翻译） (56)1 绪论1.1 选题背景及意义随着工业的快速发展，世界能源日益枯竭，环境不断恶化。
风力发电机组输出功率特性的数值模拟
风力发电机组输出功率特性的数值模拟
徐宝清 １ ，田 德 １ ，２ ，韩巧丽 １ ，王海宽 １ ，赵丹平 １ （１．内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特 ０１００１８；２． 华北电力大学可再生能源学院，北京 １０２２０６； ）
摘 要：建立了包含叶轮、发电机、负载等整个 机组输出功率特性的数学模型，以 Ｗｉｎｄｏｗｓ ＸＰ 为平台， 利用高级程序设计语言Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ 开发了一套数值模拟 系统，对不同额定功率的风力发电机组在不同风速和温 度等条件下输出功率的特性进行数值模拟。通过对模拟 结果与实验结果的分析研究，指出风力发电机组输出功 率的主要影响因素，同时表明模拟结果与实验结果吻合 良好。 关键词：风力发电机；功率风速值。而计算风机输 出功率时，应按轮毂高度 ｈ 处实际风速 ｖ ｈ 计算。因 此，需由（ １ ） 式进行转换。
h vh = vm 10
x
（１）
式中：ｖ ｈ — ｈ 高度处风速，ｍ ／ ｓ ；ｖ ｍ —风场中 １ ０ ｍ 高度处风速，ｍ ／ ｓ ；ｈ —轮毂中心高度，ｍ ；ｘ —测风点地理特征参数。
［＊ 未找到用于所请求的操作的过滤器 ｜ Ｉｎ－ｌｉｎｅ．ＰＮＧ ＊］ 图 １ 风力发电机输出功率数值模拟界面 Ｆｉｇ． １ Ｔｈｅ ｓｕｒｆａｃｅ ｏｆ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｏｕｔｐｕｔ ｐｏｗｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ
到机组强度和能够承受的强度，模拟及实验中取 切出风速 ｖｃ ＝ ２０ｍ／ｓ。 ３） 温度升高，气体密度下降，输出功率也随之 下降。选择大气温度为 １ ４ ℃和 ２ ６ ℃时，由软件系 统模拟功率输出结果与实测结果比较，两组曲线
３ １
风力发电机组发电性能分析与优化
风力发电机组发电性能分析与优化摘要：作为一种新能源，风力发电正在不断的改善环境，其在全球经济和社会发展中的作用是不可估量的。
我国的风力发电已经取得了一些成就，但仍然面临着许多挑战，所以针对发电能力相对较低的机组，急需找到优化其发电能力的方法，本文通过对风力发电机组发电能力的分析，从硬件和软件两个方面排查影响风机发电能力的原因，研究提升风力发电机发电能力的方法。
关键词：风力发电机组；发电性能；优化1风力发电系统组成第一种常见的风力发电机是恒速恒频感应风力发电机，由这种风力发电机构成的风力发电机系统结构，按照从前端到后端的顺序，分别为风轮为主的风力机、齿轮箱、异步发电机、三相并联电容器。
采用定桨距失速调节时，风力发电机输出电压的频率为恒定频率，感应风力发电机会向电网同时吸收有功功率和无功功率。
为解决这一问题，通常采用机组电容器相并联的方法，使整个电网的功率得到改善。
风能的不确定性会导致恒速恒频发电系统的风能利用不足。
第二种双馈异步风力发电机组的结构形式。
绕线式三相异步发电机中的双馈异步发电机，属于目前变速恒频风力发电机的主流机型之一。
定子绕组直接连接到交流电网中，转子绕组机构与变频器直接相连，变频器控制电动机。
双馈异步风力发电机采用双向变流器控制转度，结构较为完整，可实现连续变速运行，风能转换速度高，电能质量好；可以改善对风轮机叶片的机械应力：双馈电机直接连接到电网。
电力电子换流器控制发电机的转子电流和电磁转矩，并且当风速发生变化时，风轮主轴转子转速也随之发生改变，最大可能地捕捉和利用风能，从而提高了能源利用率。
第三种直驱式同步风力发电机组。
同步电动机励磁机组可以使用直流或永磁励磁。
由于转子磁极对的数量众多，电动机的外形尺寸又大又笨重，操作和起吊不方便，价格高昂。
在直流励磁模式的同步电机中，励磁电流决定转子速度，从而控制电磁转矩以捕获最大的风能。
直流励磁的同步电动机，能够降低励磁损耗；永磁同步电动机会产生消磁现象。
金风48750风力发电机组功率曲线分析报告(辉腾锡勒风电场)
金风48/750风力发电机组功率曲线分析报告（辉腾锡勒风电场）版本：A0编制：刘杰批准：日期: 2011-01-6目次目次 (I)1 概述 (1)2 现场环境参数描述 (1)3 风机功率理论分析 (2)4 项目现场风机功率曲线分析 (2)5 结论 (26)附表.................................................................. 错误!未定义书签。
金风48/750风力发电机组功率曲线分析报告（辉腾锡勒风电场）1 概述由于辉腾锡勒风电场自运行以来，机组一直存在功率曲线中额定功率偏低的实际情况，本报告根据该现场81台已经采取的相关机组提高出力优化方案，对金风48/750风力发电机组在辉腾锡勒风电场功率曲线进行分析。
2 现场环境参数描述辉腾锡勒风电场位于中华人民共和国内蒙古自治区乌兰察布市，察哈尔右翼中旗德胜乡南部，卓资县哈达图苏木和白银厂汉乡的北部边缘的辉腾锡勒荒漠草原上。
海拔高度在2000～2131m之间。
风场的中心地理位置约为东经112°34′，北纬41°08′。
根据科布尔气象站1959～1995年35年观测资料统计得各气象特征值为：累年极端最低气温 -42℃累年极端最高气温 33℃多年平均气温 -2.3℃雷暴日数 40.8日/年扬沙次数 10.0次/年沙尘暴次数 5.0次/年雾凇次数 10.0次/年根据风电场基础气象站1999年实测资料分析，风电场地区年空气密度为ρ=1.015kg/m3。
根据辉腾锡勒风电场的2008年机组运行数据显示（见表1），该风电场季节性特征较明显，包含冬季的半年风速较大，包含秋季的4个月风速较小（6、7、8、9月份），平均风速只有5.6m/s。
根据可研报告中对风能频率的统计（见表2）可以看出该风场风能频率最高的风速集中在10m/s至15m/s的风速区间内。
表1 2008年机组运行数据显示逐月平均风速表2 40m高度代表年风速和风能频率分布3 风机功率理论分析空气密度的计算公式为：RTB =ρ （1）其中：B ——大气压强，Pa ；T ——气温，K ； R ——287.05。
风力发电机组性能分析与可靠性评估
风力发电机组性能分析与可靠性评估一、引言风力发电是一种可再生能源，在近年来得到了广泛应用和发展。
作为其中的重要组成部分，风力发电机组的性能和可靠性评估对于保障风力发电系统的稳定运行至关重要。
本文将对风力发电机组的性能进行分析和可靠性评估，以提供有关运行和维护管理的相关信息和指导。
二、风力发电机组性能分析1. 性能指标风力发电机组的性能指标包括功率输出、风速特性、起动风速、切入风速、额定风速、切出风速、关断风速等。
分析这些性能指标可以揭示风力发电机组的最大功率输出、适用风速范围、运行稳定性等特征。
2. 动态响应与响应特性风力发电机组的动态响应和响应特性是评估其性能的重要指标。
这些特性包括起动时间、响应时间、动态功率输出特性以及在不同风速下的响应能力等。
通过对这些特性的分析，可以了解风力发电机组在不同工况下的稳定性和灵活性。
3. 故障率和失效分析对风力发电机组故障率和失效进行分析，有助于评估其可靠性和维护需求。
故障率可以通过统计故障发生的频率和持续时间等得到，失效分析则可以通过对故障原因进行调查，了解故障的根本原因和改善措施。
三、风力发电机组可靠性评估1. 可靠性指标风力发电机组的可靠性指标主要包括可用性、可靠度、维修性和维护性。
可用性指标反映了风力发电机组在一定的运行时间内能够正常工作的概率；可靠度指标则表示在一定时间内无故障工作的概率；维修性和维护性指标则反映了维修和维护所需的时间和资金成本。
2. 可靠性分析方法可靠性评估可以使用多种方法进行，如故障数分析、故障树分析、失效模式和影响分析等。
这些方法可以帮助从不同角度评估风力发电机组的可靠性，找出潜在的问题和改进点。
3. 可靠性改进措施根据可靠性评估的结果，可以制定相应的可靠性改进措施。
这些改进措施可以包括提高关键部件的设计和制造质量、加强维护管理、改进运行策略等。
通过实施这些改进措施，可以提升风力发电机组的可靠性和维护效率。
四、结论风力发电机组的性能分析和可靠性评估对于保障其稳定运行和提高发电效率至关重要。
风力发电机组的数据分析与预测模型研究
风力发电机组的数据分析与预测模型研究随着对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种减少温室气体排放和环境友好的能源形式，得到了广泛关注和应用。
而风力发电机组的运行数据分析和预测模型的研究，对于提高风力发电机组的效率和可靠性，具有重要的意义。
数据分析是支撑风力发电机组运行的关键环节之一。
通过对风力发电机组的运行数据进行分析，我们可以获得有关其性能、故障和维护的宝贵信息。
例如，通过对发电机组的风速、转速、功率、温度等数据的分析，我们可以了解不同工况下的发电机组表现，并发现潜在的故障和问题。
这些数据还可以帮助我们优化发电机组的运行参数，提高发电效率。
因此，建立完善的数据分析系统，对风力发电机组的正常运行至关重要。
目前，随着大数据技术的发展，我们可以采集到大量的风力发电机组运行数据。
然而，如何从这些海量数据中提取有用的信息，并建立预测模型以预测风力发电机组的性能和故障，仍然是一个挑战。
因此，研究风力发电机组的数据分析与预测模型变得尤为重要。
针对风力发电机组数据分析的需求，我们可以采用多种数据分析方法。
首先，我们可以利用统计分析方法，对风力发电机组运行数据进行描述性统计和推断性统计。
通过分析数据的平均值、标准差、相关系数等统计指标，我们可以了解发电机组的性能和故障的分布情况。
同时，我们还可以使用回归分析等方法，建立风力发电机组的性能模型，从而预测发电机组在不同工况下的发电效率。
除了统计方法外，机器学习方法也是进行数据分析的重要工具。
机器学习是一种从数据中学习模型并进行预测和决策的方法。
通过对风力发电机组运行数据的训练和学习，我们可以建立针对该机组的预测模型。
例如，可以利用支持向量机、神经网络等机器学习算法，对风力发电机组的发电量进行预测。
这样，我们可以根据不同的天气条件和工况，提前调整发电机组的运行策略，提高发电效率。
此外，深度学习算法也在风力发电机组的数据分析和预测中得到了广泛应用。
深度学习算法是机器学习的分支，通过构建多层神经网络来学习和提取数据的高级特征。
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1 风力发电机功率曲线
1.1 风能与风机功率关系
风能是指风所具有的动能。风力发电机组通过
风轮吸收风能并转化成风轮的旋转机械能，带动发电
机发电，从而实现能量的转换[4-5]。当风速为v的风流经
叶轮时，在单位时间作用到叶轮上的理论风能为：
经过Bin方法处理可以得到机组的实际运行功率曲
线。IEC 61400-12标准规定的Bin方法把风速范围按
照0.5 m/s间隔分成若干区间（Bin），每个Bin的中心
值为0.5 m/s的整数倍。利用下式分别计算出每个Bin
的平均风速和功率值：
Ni
Ni
Σ Σ Vi=
1 Ni
Vn,i,j,
j=1
Pi=
1 Ni
Pmax=
8 27
ρSv3
（2）
由此可以得到风电机组的理论最大效率：
Cp=
Pmax E
=
2Pmax ρSv3
=
16 27
≈0.593
（3）
Cp也称为理论风能利用系数。它说明，理想风轮 只能从自然风中吸收一部分能量，其他未吸收部分
可解释为留在尾流中的旋转动能。
对于实际风电机组，由于风轮叶片结构不满足
理想风轮条件，并且传动系统和发电机等能量转换
2台机组的实际平均风能利用曲线及标准差如 图3所示，图中同样给出根据机组的设计功率曲线 计算得到的理论风能利用系数曲线和实际风能利 用曲线每个Bin段的标准差。可以看出，图3(a)所示机 组1的风能利用曲线在低于额定风速段内很接近理 论曲线。图3(b)机组2的风能利用曲线在低于额定风 速区间内明显比理论曲线低一些，说明图3(a)机组1 在低风速段内的风能利用系数比图3(b)机组2更高， 验证了上面的结论。
2）风速在切入风速与额定风速之间。当风速超
过切入风速时，机组开始并网发电。在此风速段，由
于风功率低于机组额定功率，机组运行控制以最大
风能捕获为目标，叶片桨距角打开在最大位置不
变，通过发电机转矩控制叶轮转速，保持最佳叶尖
速比，从而获得最佳风能利用系数，使功率曲线尽
量接近贝兹极限能量曲线。风电机组性能优劣主要
给出理论风能曲线和理想风轮吸收的风能曲线。
图1 风能、贝兹极限能量与实际功率曲线
风电机组功率曲线分成几个风速段，各风速段 的运行方式和特点有所区别。
1）风速低于切入风速时，由于风能太低，不足 以推动机组风轮旋转发电，风轮处于静止或空转状 态。通常在此风速范围，对风速进行监测，一旦满足 切入风速条件，控制启动机组。
12标准“风电机组系统—第12部分：风电机组功率特
性测试”，目的是提供一种统一的风力发电机组功率
特性测量方法，以保证测量分析的可靠性和准确性。
参照该标准我国也制定了相应的国家标准[3]。
根据IEC 61400-12标准提供的方法，也可以用
风电机组实测数据获得机组实际功率曲线。首先利
用功率和风速瞬时测量数据做出功率曲线散点图，
风电机组的发电量取决于它的功率特性和风能 利用系数特性。目前市场上各种大型风电机组按照 有关标准分成3个标准级别和1个特殊级别，以适应 不同风场的风况特性。但是由于实际风电场风况与 环境条件之间差别较大，而风电机组分级数量有限， 因此机组实际运行的条件与设计条件可能存在差 — ——— — —— —— —— —— —— —— ——
第 25 卷 第 7 期 2009 年 7 月
文章编号：1674- 3814（2009）07- 0053- 04
电网与清洁能源 Power System and Clean Energy
中图分类号：TM614
清洁能源 Cle a n Ene rgy
Vol.25 No.7 Jul.2009
文献标志码：A
环节都存在损失，因此实际风能利用系数低于理论
风能利用系数，即Cp<0.593。风电机组实际能得到的 有用功率输出可以表示为：
P=
1 2
ρSv3Cp
（4）
此外由于发电机容量的限制，实际机组的输出
功率具有上限，称为额定功率。风电机组输出功率
与风速的关系见图1中实线，该关系称为机组的功
率曲线，是反映机组性能的主要关系线。图中同时
关键词：风电机组；性能评估；功率曲线；风能利用曲线；Bin 方法
0 引言
异；此外机组在运行过程中结构参数和操作方式发 生变化等因素也会对机组性能产生影响，从而导致 风电机组的实际运行特性与设计不同，影响机组的 实际发电量[1]。通过对反映风电机组特性的实际运行 参数进行定期测量分析，一方面可以对风电机组的 设计性能进行验证，另一方面也可以判断在长期运 行过程中机组性能的变化趋势，从而分析确定风电 机组的运行状况变化和零部件的故障损坏等问题， 为风电机组的优化运行和合理维护工作提供依据。
（Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment, Ministry of Education,North China Electric Power University,Beijing 102206,China）
国际电工委员会颁布的标准中规定了功率曲线 的测试方法[2]，我国也制定了相应的风电机组功率特 性试验标准[3]。但这种测试方法是针对新型号风力发 电机组的认证提出，而且由于对测试条件要求比较 苛刻，一般的风电场较难实现。本文针对实际机组运 行数据，参照IEC标准，提出一种利用Bin方法从功率 曲线中提取一些特征值，并将其推广到机组风能利 用曲线的提取和分析。依据实际功率曲线和风能利 用曲线对风力发电性能进行了分析和评估。
KEY WORDS: wind turbine; performance evaluate; power curve; wind power coeffiicinet curve; method of Bins
摘要：针对实际1.5 MW风电机组，通过获取反映机组运行性 能的实测风速、功率等数据，采用Bin方法对数据进行处理 后，获得风电机组的功率曲线，并将其推广到机组风能利用 曲线的提取。通过计算得到了2台机组的实际运行功率曲线、 风能利用曲线及其标准差值，对风电机组的运行性能进行了 对比分析和评估。
Vol.25 No.7
比功率标准差和风能利用系数标准差分布图就可 以看出2台机组的差异。机组1在13.5 m/s至16.5 m/s 风速范围的Bin区间上的功率标准差要明显大于机 组2。这也验证了机组2运行状态较差的结论。
3 结论
本文结合IEC 61400-12功率特性测试标准中的 Bin方法，提出了一种针对实测风电机组数据的性能 评估方法，即利用Bin区间内输出功率与风能利用系 数的标准差作为性能评估的特征量，并根据各Bin区 间内标准差的大小对机组运行性能进行分析判断。 将该方法应用于风电机组实测数据的计算与分析 中，通过对比2台工作状态和风速分布比较接近的 风力发电机的功率曲线、风能利用曲线及它们的Bin 区间标准差，得出2风机间性能的差距，验证了本文 采用方法的简单实用性，为评估风力发电机组性能 提供了一种有效的方法。
图4 测量分析数据点数分布与功率,风能利用系数 标准差分布柱状图
出了相应的功率标准差和风能利用系数标准差的 柱状图。图4中数据取2台机组在相同运行时间段内 的实测数据。可以看出，2台机组的风速分布形状相 近，表明作用在2台机组上的风况比较接近。但是对
参考文献
[1] Erich Hau. Wind Turbines[M]. 2nd ed.Springer, 2005. [2] IEC 61400-12 Wind Turbine Generator Systems Part 12:
为了进一步验证上述结果的可靠性，计算2台 风电机组在正常运行状态下各Bin区间内的风速分 布，如图4所示。同时为了便于直观对比，图4中也给
图2 利用Bin方法得到的功率曲线及其标准差
图3 利用Bin方法得到的风能利用曲线及其标准差
清洁能源 Cle a n Ene rgy
５６
刘 昊等：基于运行数据的风力发电机组功率特性分析
Pn,i,j
j=1
（5）
式 中 ，Vi、Pi 分 别 为 第 i 个 Bin 的 平 均 风 速 和 功 率 值 ;
V 、N n,i,j n,i,j分别为折算后的第i个Bin的第j组的风速
和功率测量值;Ni为落入第i个Bin的测量数据对的
数量。
为了便于分析，本文引入了功率标准差的概
念，第i个Bin的功率标准差计算公式如下：
图2所示为对2台地理位置和工作状态相近的 同型号风电机组利用Bin方法做出的实际平均功率 曲线。图中同时给出参考功率曲线（设计曲线）和每 个Bin内功率的标准差计算值。可以看出，图2(a)所示
机组1的实际功率曲线在额定风速以下区间略低于 设计曲线，各Bin的标准差相对较小，反映机组运行 状态比较稳定。图2(b)所示机组2的实际功率曲线在 低于额定风速以下区间内要比图2（a）机组1的低一 些，而且在高于额定风速时，有部分Bin区间内功率 的标准差偏大，运行状态不太稳定。据此可以判断 图2(a)对应风电机组1的性能优于图2(b)对应的风电 机组2。
取决于这一风速段设计和运行控制效果。
3）风速在额定风速和切出风速之间，由于发电
机额定功率的限制，风力发电机组输出功率不再随
风速的增大而增加，而是通过变桨距角控制保持输
出功率恒定。
4）当风速高于切出风速，为避免机械部件的损
坏，风电机组切出停机，叶片调整为顺桨位置。
1.2 功率曲线的测试方法
国际电工委员会于1998年2月颁布了IEC 61400-
基于运行数据的风力发电机组功率特性分析