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根据实际叶尖速度与风速,可以得到该风速对应的叶尖速比,再根据叶片的Cp-λ曲线可以查出风轮Cp,在风轮Cp的基础上再考虑各种效率损失就得到了整机Cp。
可以看出,在本算例中,截止到这一步,整机Cp已经低于0.44了。
然后,我们根据功率计算公式就可以得到机组在不同风速下的发电功率了。
2.2动态功率曲线的计算
静态功率曲线是对机组发电性能的最理想的描述,而机组的动态功率曲线则需要对10分钟的风速与功率进行平均,由于存在巨大的风轮惯量、传动链阻尼,以及控制程序的滞后,发电功率将会趋于滞后与平稳。
由于考虑风轮惯量、传动链阻尼与控制程序的滞后非常复杂,因此难以对发电功率的滞后性进行评估,但大致的分析思路可参见《上次上当的进来看一看》(点击可查看)。
本文对动态功率曲线的计算思路进行简化,假设机组在任意时刻都能够输出理论上的静态功率,然后给出一些列随机风速,根据静态功率曲线的算法算出相应的一些列的发电功率,再对风速和功率分别求平均,即可得到理想的“动态功率曲线”。
10分钟内的瞬时风速与发电功率(10m/s)
这种“动态功率曲线”的问题在于其忽略了发电功率对风速的滞后性,会使得功率曲线过于优异。在现实中要实现这点,必须采用前馈控制的方案,而这也将会在提高发电量的同时增大载荷。简单地理解,就是风机要千方百计地卖力干活,来把更多的风能转化为电能。
毕竟,前馈控制的作用主要有两种,一种是降载,另一种是提高电量。一般来说,提高电量就意味着很难降载,那也就意味着成本的提高,至于成本的提高是否能够与提高的电量相平衡,就是整机厂家需要考虑的关键问题了。
3、结论
通过以上计算,我们了解了静态功率曲线的计算方法,以及动态功率曲线的计算思路。但如果大家算过,可能就会发现,用以上的方法计算出来的静态功率曲线低于0.45,比较合理,但“动态功率曲线”却会在低风速段高于0.5。是不是有问题呢?
其实也没什么,这只是理论上的最优分析结果,对谁家的机组都一样,所以要看性能,还是得靠实测功率曲线。
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