【科普】功率曲线打假技术简介

 前几天，由于工作的原因，分析了一些风电项目的可研报告，发现目前业内仍有个别机型的功率曲线存在着一定的虚报成分。

那当我们拿到不同机组的功率曲线之后，该怎么分析这些功率曲线是不是存在虚报的可能呢？

功率曲线是如何计算的

对于静态功率曲线来说，发电功率的计算公式如下：

其中，P是发电功率，单位W；

ρ是空气密度，单位kg/m3；

V是来流风速，单位m/s；

R是风轮半径，单位m；

Cp是风轮功率系数；

η是机组效率，包含机械效率、电气效率与自耗电效率。

各参数取值范围

空气密度：在计算静态功率曲线时，通常按标准空气密度（1.225kg/m3）进行考虑。

机组效率：机组效率η基本按机械效率97%、电气效率96%和自耗电98%来计算，即约91%（以上效率均为大致数，不同厂家可能略有不同）。

根据机组技术路线的不同，机组效率也会略有不同，尤其是直驱机组，因其不使用齿轮箱而提高了机械效率，整机效率会高于高速机型（高速双馈、高速鼠笼或高速永磁）。但对于常见的机组来说，机组效率η基本都应在91%左右的一个大致范围内。

直驱机型

高速机型

另外，在不同的功率范围内，机组效率会有很大差异，比如说低功率下，齿轮箱效率仅有80%左右或者更低，但通常在计算静态功率曲线时，不会考虑这种变化。

功率系数Cp：通常来说，风轮Cp的最大值最高为0.49～0.495，乘上机组效率η=91%后，整机的功率系数Cp约为0.45。

辨别功率曲线是否虚报

万事俱备，只欠东风。有了以上的分析以后，我们就可以根据机组的功率曲线来反推其在各风速下的整机的功率系数Cp了，公式如下：

而由于受机组转速范围的限制，风电机组在低风速段和高风速段的Cp都不能追踪到最优Cp，因此只需对5m/s~8m/s风速段内的Cp进行重点考察。

风电机组转速转矩曲线

在这个风速段内，如果反推出来的整机Cp没有超过0.46，那说明这条功率曲线基本应该是正常的，在这种情况下，整机Cp越高，说明机组发电性能也越好。

但如果整机Cp达到0.47或0.48以上，那基本就说明这曲线存在水分，不大可信了，而且是Cp越高，说明功率曲线越离谱。

而如果哪位业主朋友发现了Cp在0.5以上的功率曲线，那么有两种可能：一是你碰到了传说中Enercon的神机（相传整机实测Cp达到0.5以上，已属于传说级别）；另一种就是厂家在侮辱你的智商。

Enercon机组

结束语

看到这里，细心的朋友可能已经发现了，上面的计算和机组容量无关啊？

是这样的。一般来说，在5m/s~8m/s风速段内，由于机组没有满发，所以大多数机组的发电功率只与其扫风面积和整机Cp有关，也就是说只要是同样风轮直径的机组，功率曲线应该基本重合，而不会因为整机容量的变化而受到影响。