风电机组功率曲线问题及争议浅析

摘要：风电机组招标、出服务期时，功率曲线被当作衡量和考核风电机组性能重要技术指标。因行业对功率曲线的过度关注，迫于行业形势及满足市场的需要，整机厂家采取多种措施，并投入大量资源优化功率曲线。功率曲线问题引发的争议困扰着机组的正常出质保与行业的发展。本文将对验证机组性能的实测功率曲线、标准（理论）功率曲线以及机组现场运行功率曲线的作用及形成条件等问题进行分析，着重阐释由功率曲线而引发的一些问题。

关键词：风能利用系数；验证实测功率曲线；标准（理论）功率曲线；机组运行功率曲线

Problems and Disputes of Wind Turbine Power curve

WANG Ming-jun

(Dongfang Electric Wind Power Co., Ltd., Deyang, Sichuan, 618000)

Abstract: When wind turbines are bidding and out of the period of service, the power curve is one of the most important technical indicators used as a measure of performance and assessment of wind turbines. Power curve is concerned excessively in WTG industry. Because the situation forces and the needs of the market are met, machine manufacturers take various measures and spend a lot of resources in order to optimize the power curve. The controversy caused by power curve plagues the wind turbine service and the normal industry development. In this paper, efect and formation conditions will be analyzed for the measured power curve，standard (theoretical) power curve and the operation power curve of WTG. Some of the problems will be focused on which caused by the power curve.

Keywords: wind energy utilization coefficient; the measured power curve which is used to verify; standard (theoretical) power curve; the operation power curve of WTG

0前言

提高风电机组效率、降低度电成本是业内人士的共同愿望，但过度强调机组效率，而忽视机组远期故障几率、部件损坏及长期度电成本，必然会顾此失彼，得到与初衷相反的效果。因业主对功率曲线的“严格”要求，国内不少该出保的风电场，因功率曲线问题的分歧和争议，迟迟未能出保，该付的款项没有得到应有的支付。为了出保，厂家不得不在生成功率曲线的各个环节上作文章；为了在激烈的市场竞争中取胜，有的厂家对标准功率曲线也进行了大胆地修饰；良莠不齐的功率曲线论证公司也应运而生。因此，不少功率曲线的真实性及论证的合理性值得怀疑。

1风能利用系数与提高机组效率

所谓功率曲线就是以风速(Vi)为横坐标，以有功功率Pi为纵坐标的一系列规格化数据对(Vi，Pi)所描述的特性曲线[1]。在标准空气密度（ρ=1.225kg/m3）的条件下，风电机组的输出功率与风速的关系曲线称风电机组的标准功率曲线[2]。

风能利用系数是指叶轮吸收的能量与整个叶轮平面上所流过风能的比值，用Cp表示，是衡量风电机组从风中吸收的能量的百分率。根据贝兹理论，风电机组最大风能利用系数为59.3%。风能利用系数大小与叶尖速比和桨叶节距角有关系[3] 。

翼型升力和阻力的比值称升阻比。只有当升阻比和尖速比都趋近于无穷大时，风能利用系数才能趋近于贝兹极限。实际风电机组的升阻比和尖速比都不会趋近于无穷大。实际风电机组的风能利用系数不可能超过相同升阻比和尖速比的理想风电机组的风能利用系数。采用理想的叶片结构，当升阻比低于100时，实际风电机组的风能利用系数不可能超过0.538[4]。