風速模型對風電機組功率曲線的影響研究.pdf

1、風電是一種清潔永續(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。然而由于風能自身的湍流特點決定了風電機組所受載荷的擾動性及其輸出功率的波動性，為提高風電機組建模的精確度，并保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，需建立符合風電機組運行環(huán)境的風速模型。
　　以建立符合風電機組實測風速特性的風速模型為研究目的，基于國際標準IEC61400-1(2005)版中的Kaimal湍流譜和風電場實測風速威布爾概率分布，旨在建立既滿足風速短

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

3、出各風速段的持續(xù)時間，并計算從切入風速到切出風速步長為1 m/s的湍流強度，實現(xiàn)平均風速連續(xù)變化的湍流風速仿真，仿真風速涵蓋切入風速到切出風速的風電機組運行全風速范圍。
　　(2)風速模型的修正。由于Kaimal譜仿真中各平均風速均采用恒定湍流強度值，中風速段(5-11m/s)各平均風速波動規(guī)律不變且仿真占比時間高達79.55％，導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，采用湍流強度分區(qū)計算和ARMA模型兩種方法進行

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