风能转换系统的性能
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F
P V RC P
F
m
R
使风力机和风频谱相匹配
由于风能转换系统的性能很大程度上取决风力机和风 谱互相作用的效率，所以，使风力机的特性和其工作的 风频谱适当匹配是非常关键的。换言之，选取风力机的 功能性风速（VI、VR、V0）时要使风频谱中的有效风能 能够被最大的程度开发出来，才能得到风力机最大的效 率。
5
风力机的功率曲线
是一个二维坐标的线性曲线，纵轴是kW/小时，横轴是 风速，一般在达到额定风速后输出功率就会达到饱和，这 时候的输出功率就是一条直线了，一般风力发电机组的启 动风速大于3米/秒，商业化的风力机切入速度在3~5米/ 秒，所以其功率曲线不是从0点开始画的。
切入 VI
额定 VR
切出 VO
这就要求我们应该针对不同的风场来确定风力机的功 能性参数，可是，为风场专门设计风力机是不现实的。 对风能项目规划者而言，确定上述功能性风速（即VI、 VR、V0）对风力机在给定的风场运行性能的影响效果是 特别重要的，从而确保风力机工作时能和风频谱协调一 致。
可以用第五章2、3小节描述的风力机性能模型为给定 的频谱选定最合适的风力机。
C
F
E TP
T
R
或者定义为：风电场运行年有效利用小时数与全年 小时数的比值；风电场实际运行年上网电量与额定年 上网电量的比值。 通常容量系数都以年为基数来表示，有开发潜力风 场的容量系数大致在0.24~0.4之间，大于0.4或者更高 意味着风力机系统和风场风频谱匹配的非常好。
容量系数
如果项目在初始阶段，还没有获得风场风力机 容量系数的信息。在这种情况下，可以计算其近 似容量系数（RC ），这个参数可以通过风场平 均风速和风力机的功率曲线求得。用平均风速下 的功率除以风力机的额定功率：
风力泵系统的性能
风能成功利用的另外一种形式是风力泵系统，尤其是电 力供应没有延伸到的偏远地区。 在给定风频谱情况下，风力泵的性能受以下因素影响： 1、风力泵系统两大主要部件（即叶轮和水泵）的运行性 能； 2、风频谱和叶轮-水泵混合体相互作用的有效性。 本节采用一种集总方法来确定风力泵系统的性能，这一 方法集成了叶轮、水泵和风频谱的特性。包括各种常见的 系统类型： 1、机械传动型风力驱动活塞泵； 2、机械传动型风力驱动转子动力泵； 3、电力传动型风力驱动转子动力泵。 其中大多是安装在偏远地区的。
Thank you !
第五章 风能转换系统的性能
对任何风能项目而言，为了项目的有效 规划和成功实施，了解风能转换系统在预 期场址的性能是非常重要的。 影响风能转换输出功率有很多因素，本 章主要是通过计算为正确的风场选择正确 的风机。
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风力机的功率曲线
风力机的产能
容量系数
使风力机和风频谱相匹配 风力泵系统的性能
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风速--功率系数对风力机产能有重要影响。理想情况下 是为三次方关系，但是，实际上可能是不同的形式，比如 线性关系、二次方关系、三次方关系或者以上关系的混合 形式。
风力机的产能
在某风速V下，其风力机产能是在风速为V时的风力 机功率和风场盛行风速V的总时间的乘积。
EV=V×SV总
而风力机在一段时间内的总产能是系统的各个运行风 速下的产能的总和。
P
V
aV b
n
式1
风速为VI和VR时，风机产能 P= aV I b =0 风速VR时产能为PR，即：
n
P
R
aV R b
n
联立上两式求解a和b并带入式1，可得：
P
V
n n V n V In V R V I
实际中，风力机的对应功率曲线不是上图所示的一条完美 曲线，现场观测到的结果是相当分散的。下图就是一张典型 的采用BIN方法分析的实际数据。
变桨控制风力机的典型功率曲线
风力机的运行性能区间 风速区间 0~VI VI~VR VR~VO 大于VO 功率
Fra Baidu bibliotek
系统空转功率为零 功率随风速V增大而增大 恒定功率PR 系统切出，功率为零
切入 VI
额定 VR
切出 VO
变桨控制风力机的典型功率曲线
风力机一般分为四个不同的性能区间。系统 的产能主要来自VI到VR和VR到VO两个运行区 间。其中VI到VR区间的风速——功率曲线可以 表示如下：
E总=EV0+EV1+......EVn
影响风力机产能的因素包括： 1、风力机对不同的功率相应； 2、风场盛行频谱的强度； 3、风场风频谱的风速分布。 所以计算风能时，除了风力机的功率特性除外，还要 考虑不同风速的概率密度分布。风力机的产能计算一般 采用威布尔以及瑞利分布两种方法。
容量系数
容量系数是评价风力机现场运行性能的重要参数之 一。可以定义为风力机的产能与风力机全部时间都在 额定功率下运行时的产能的比率：
P V RC P
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使风力机和风频谱相匹配
由于风能转换系统的性能很大程度上取决风力机和风 谱互相作用的效率，所以，使风力机的特性和其工作的 风频谱适当匹配是非常关键的。换言之，选取风力机的 功能性风速（VI、VR、V0）时要使风频谱中的有效风能 能够被最大的程度开发出来，才能得到风力机最大的效 率。
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风力机的功率曲线
是一个二维坐标的线性曲线，纵轴是kW/小时，横轴是 风速，一般在达到额定风速后输出功率就会达到饱和，这 时候的输出功率就是一条直线了，一般风力发电机组的启 动风速大于3米/秒，商业化的风力机切入速度在3~5米/ 秒，所以其功率曲线不是从0点开始画的。
切入 VI
额定 VR
切出 VO
这就要求我们应该针对不同的风场来确定风力机的功 能性参数，可是，为风场专门设计风力机是不现实的。 对风能项目规划者而言，确定上述功能性风速（即VI、 VR、V0）对风力机在给定的风场运行性能的影响效果是 特别重要的，从而确保风力机工作时能和风频谱协调一 致。
可以用第五章2、3小节描述的风力机性能模型为给定 的频谱选定最合适的风力机。
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E TP
T
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或者定义为：风电场运行年有效利用小时数与全年 小时数的比值；风电场实际运行年上网电量与额定年 上网电量的比值。 通常容量系数都以年为基数来表示，有开发潜力风 场的容量系数大致在0.24~0.4之间，大于0.4或者更高 意味着风力机系统和风场风频谱匹配的非常好。
容量系数
如果项目在初始阶段，还没有获得风场风力机 容量系数的信息。在这种情况下，可以计算其近 似容量系数（RC ），这个参数可以通过风场平 均风速和风力机的功率曲线求得。用平均风速下 的功率除以风力机的额定功率：
风力泵系统的性能
风能成功利用的另外一种形式是风力泵系统，尤其是电 力供应没有延伸到的偏远地区。 在给定风频谱情况下，风力泵的性能受以下因素影响： 1、风力泵系统两大主要部件（即叶轮和水泵）的运行性 能； 2、风频谱和叶轮-水泵混合体相互作用的有效性。 本节采用一种集总方法来确定风力泵系统的性能，这一 方法集成了叶轮、水泵和风频谱的特性。包括各种常见的 系统类型： 1、机械传动型风力驱动活塞泵； 2、机械传动型风力驱动转子动力泵； 3、电力传动型风力驱动转子动力泵。 其中大多是安装在偏远地区的。
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第五章 风能转换系统的性能
对任何风能项目而言，为了项目的有效 规划和成功实施，了解风能转换系统在预 期场址的性能是非常重要的。 影响风能转换输出功率有很多因素，本 章主要是通过计算为正确的风场选择正确 的风机。
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风力机的功率曲线
风力机的产能
容量系数
使风力机和风频谱相匹配 风力泵系统的性能
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风速--功率系数对风力机产能有重要影响。理想情况下 是为三次方关系，但是，实际上可能是不同的形式，比如 线性关系、二次方关系、三次方关系或者以上关系的混合 形式。
风力机的产能
在某风速V下，其风力机产能是在风速为V时的风力 机功率和风场盛行风速V的总时间的乘积。
EV=V×SV总
而风力机在一段时间内的总产能是系统的各个运行风 速下的产能的总和。
P
V
aV b
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式1
风速为VI和VR时，风机产能 P= aV I b =0 风速VR时产能为PR，即：
n
P
R
aV R b
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联立上两式求解a和b并带入式1，可得：
P
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n n V n V In V R V I
实际中，风力机的对应功率曲线不是上图所示的一条完美 曲线，现场观测到的结果是相当分散的。下图就是一张典型 的采用BIN方法分析的实际数据。
变桨控制风力机的典型功率曲线
风力机的运行性能区间 风速区间 0~VI VI~VR VR~VO 大于VO 功率
Fra Baidu bibliotek
系统空转功率为零 功率随风速V增大而增大 恒定功率PR 系统切出，功率为零
切入 VI
额定 VR
切出 VO
变桨控制风力机的典型功率曲线
风力机一般分为四个不同的性能区间。系统 的产能主要来自VI到VR和VR到VO两个运行区 间。其中VI到VR区间的风速——功率曲线可以 表示如下：
E总=EV0+EV1+......EVn
影响风力机产能的因素包括： 1、风力机对不同的功率相应； 2、风场盛行频谱的强度； 3、风场风频谱的风速分布。 所以计算风能时，除了风力机的功率特性除外，还要 考虑不同风速的概率密度分布。风力机的产能计算一般 采用威布尔以及瑞利分布两种方法。
容量系数
容量系数是评价风力机现场运行性能的重要参数之 一。可以定义为风力机的产能与风力机全部时间都在 额定功率下运行时的产能的比率：