现代风电场运行状况数据分析

现代风电场运行状况数据分析

作者：刘霞陈本卫

来源：《科学与信息化》2017年第04期

摘要本文首先根据风速、功率、风功率密度和风能资源的关系，结合EXCEL进行数据分析及优化，再参照风功率密度等级表得出风能资源情况较好，但该风电场风能资源利用率较低。其次，对数据进行筛选处理，分别得出两类旧机型的有效风速及其对应的功率，利用MATLAB分别对风速对应的功率做拟合处理，得到旧机型的风速-功率表达式，由此计算出旧机型的年输出总功为44.51×107kw.h，再与新型风机年总功（81.468×107kw.h）比较，得到新型风机年总功率是旧机型的年总功率和的1.83倍，由此得出风机生产企业提供的新型号风机比现有风机更为合适。

关键词风能资源；数据处理；评估

1 引言

风能作为一种清洁、可再生能源，风力发电是其最主要的应用形式，在环境日益恶化的今天更具有广阔的发展前景。近年来在世界范围内风力发电得到了迅速发展，风电对电力系统运行的影响也日益突出。常规发电厂的功率输出具有很强的可控性，而风电场的功率输出依赖于风速的变化，波动性强，可控性较差，这就给电力系统带来调度上的困难，同时也限制了风电自身的发展[1]。

通过对风电场性能的评估与分析，可以从风电场的整体层面验证风电机组是否达到设计标准，据此为机组设计、机组制造工作者提出技术和工艺改进指导，从而提高机组整体质量[1]。其次，通过对风电场性能进行分析，使得风电场业主能够及时了解风电场的出力情况，为运行人员提供更加细致的风电场功率输出信息，从而方便运行人员及时、合理地制定和修改运行规划，改进机型，保证风电场的高效运行，减少风电场的经济损失，使其经济效益更高，运转状况更合理。因此，对风电场进行有效的评估与分析对实现有效利用风能资源有着重要的意义。

本文主要将风速、功率、风功率密度作为衡量风能资源的重要因素，对风电场运行状况进行分析，并从风能资源与风机匹配角度建立数学模型，对风机机型进行有效的评价。

2 风电场运行状况分析

风能是一种最具活力的可再生能源，风力发电是风能最主要的应用形式。我国某风电场已先后进行了一、二期建设，该风电场一年内每隔15分钟的各风机安装处的平均风速和风电场日实际输出功率见附件（2016年全国大学生数学建模竞赛D题）。

4 结论分析

本文对风能资源进行数据分析，结合excel和Matlab做数据处理，得出风电场风能资源较好，但利用率相对较低，再结合新旧机型的参数做数据处理，得出新机型年输出总功是旧机型的1.83倍，且新机型额定风速更接近风电场年平均风速，产能时间相对较多，从而设备利用率更高，所以，新机型比旧机型更优越。但由于本文的模型建立在大数据量的处理上，对有些数据的采用的处理方法较理想化，与实际情况存在一定的差距，因此对风能资源利用情况进行评估时，在对数据的实际处理中，可采用更精确化、更优化的处理方式。

参考文献

[1] 雷亚洲.与风电并网相关的研究课题[J].电力系统自动化，2003，27（8）：84-89.

[2] 吴俊玲.大型风电场并网运行的若干技术问题研究[D].北京：清华大学，2004：23.

[3] 杨星光.基于容量系数的风力发电机组选型研究[D].长沙：湖南大学，2012：11.

[4] 赵静，但琦.数学建模与数学实验[M].北京：高等教育出版社，2014：55-56.

作者简介

刘霞（1987-），女，助教，四川仁寿人，汉族，硕士，研究方向为数值计算。

陈本卫（1987-），男，助教，四川达州人，汉族，硕士，研究方向为偏微分方程。