【理论】静态功率曲线与动态功率曲线差异对比-第2页-北极星风力发电网

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动态功率曲线是考虑风的湍流特性而绘制的功率与风速关系曲线,每种风速下的功率是一定时间内的功率平均值。动态功率曲线在达到额定功率之前更平滑,无明显拐点，如图2所示，显然更符合机组平缓运行的实际情况。因此，风电机组动态功率曲线的满负荷发电风速高于静态功率曲线的满负荷发电风速。

图2：1.5MW风电机组动态功率曲线

风电机组实际运行功率曲线的考核

一、评估风电机组运行功率曲线的长期性和复杂性

受外部环境和控制策略的影响，风电机组实际测试的功率曲线与标准功率曲线存在着很大的偏差。

功率曲线是由机组发电功率与风速一一对应而形成的特性曲线。因风电机组叶轮质量较大，监控系统上显示的瞬时风速和风电功率不一致的情况会经常出现，且风况变化的随机性很大。从实践来讲，风速点的数据量过少，不具有评估价值。在短时间内，机组不能形成较为完整、准确的功率曲线。风电机组实际运行功率曲线的形成需要一个较长的时间过程，因此，评价功率曲线一定要使用长期数据。同时，现场的功率曲线调整后所需的验证时间较长。

根据国家标准GB/T18709－2002《风电场风能资源测量方法》和GB/T18710－2002《风电场风能资源评估方法》制定的《风电场风能资源测量和评估技术规定》(发改能源[2003]1403号)中要求：“现场测量收集数据应至少连续进行一年，并保证采集的有效数据完整率达到90%以上”。这就是说，在获得风电机组的实际运行功率曲线时，不仅要考察每台机位的湍流强度等风况条件和地形条件，功率曲线形成的时间长短、数据的完整性，还需考虑有效数据完整率。例如：风电场限电后所生成的功率曲线数据，不能称之为有效数据；受到干扰和影响的数据因不能反映风电机组的真实性能，不能计入风电机组实际运行功率曲线的形成和统计之中。

风电机组运行功率曲线是通过散点分布图绘制而成。从严格意义上讲，功率曲线是测不准的，因为机组的实测功率曲线很离散且范围较宽。

图3：风电机组功率特性测试的散点分布图

由图3可知，在满负荷风速以下的风速段，不仅同一风速机组功率的最大值和与最小值之间的偏差巨大，而且功率平均值也处在一个很宽的范围。由于功率曲线散点分布的离散性，同一风电机组在不同时间的实际运行功率曲线一定是不同的。在其他条件完全相同的情况下，因主控的不同（包括主控参数，主控硬件，软件等）会造成功率曲线的不同。

由于风电机组的实际运行功率曲线受到风电场的风况和形成条件的影响，风电机组在不同风况和条件下形成的功率曲线是不同的。一台性能优异的风电机组，在风况较差的条件下，形成的功率曲线完全可能达不到其理论值，发电量低于其他同类型风电机组。

所以，我们在通过实际运行功率曲线考察风电机组性能时，应当考虑影响功率曲线的多种因素，并对环境、障碍物等影响因素给以严格的限制条件。根据负载的性质，负载的大小以及风电机组安装现场的风速、风向、地形等情况的不同，风电机组的功率曲线是一组而不是一条。也就是说，同一风电机组会因条件（如：时间、季节、位置、限负荷等）的改变形成一系列不同的功率曲线。

二、采用61400-12标准考核风电机组功率曲线所存在的问题

随着中国风电产业的迅猛发展，装机总量突飞猛进，越来越多的业主开始对风电机组功率特性进行测试。风电机组功率特性测试一般按照IEC61400－12－1进行。

风电机组的功率特性主要体现在机组的功率曲线、年发电量及功率系数。影响风电机组功率特性的主要外界因素有地形、空气密度、大气压强及风况等。进行功率特性测试应收集足够数量且覆盖一定风速范围和大气条件变化的数据，以精确地确定风电机组的功率输出特性。

（一）采用IEC61400－12评估实际运行功率曲线的难点

IEC61400－12标准规定了功率曲线的测量评估方法。有如下要求：

（1）风速、电功率传感器应具有一定的采样频率和测量精度。

（2）要求对机位的地形条件进行评估，排除地形、障碍物对风电机组出力的影响。

（3）要求搭建标准的测风塔来测量风电机组的来流风速，并对测风塔测量的扇区进行规定，即保证测风塔测出的是被测机组的来流风速，而不是尾流。

（4）要求在计算平均风速时，考虑空气密度对风能的影响，要求进行风速修正，即修正到标准空气密度。

（5）评估方法是按照10mins的统计平均值来进行，即计算风电机组正常运行的每个10mins时间段内的平均风速、平均功率，再按照所有的10mins平均风速大小来排列分类，按照0.5m/s区分1个区间。最后在每个区间内再计算平均风速、平均功率，以此作为功率曲线的数据点。

（6）要求在每个0.5m/s内测到的10mins平均风速、功率数据，应超过规定的数据量。

（7）要求对测量的不确定度进行评估。

原标题：静态功率曲线与动态功率曲线差异对比

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