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风力发电数学模型优化

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：式中 vs——风力发电机的启动风速,m/s；vc——风力发电机的截止风速,m/s；vi——第i时刻的风速,i=1,2,…,n,且vs≤vi,vi+1≤vc；Pi——风速功率曲线对应风速为vi时风力发电机输出的功率,kW。

1.风速转换

风力发电机的输出功率取决于风力发电机转轴高度处的风速和风力发电机的输出特性。由于近地表面的风速随高度按指数规律变化,在计算风力发电机的输出时,必须先把实测的平均风速折算到风力发电机转轴高度处的相应值,其转换公式为

式中 h——风力发电机转轴高度,m；

h0——风速实测高度,m；

v——风力发电机转轴高度h处的风速,m/s；

v0——实测高度h0处的风速,m/s；

α——风速转换因子,与地面的粗糙度有关。

2.风力发电机的输出功率

当风速为v时,风力发电机的输出功率Pw可按照生产厂家提供的Pw=f(v)特性曲线来确定。如果给定的风速不在曲线点上,则可利用线性插值解决,计算公式为

式中 h——风力发电机转轴高度,m；

h0——风速实测高度,m；

v——风力发电机转轴高度h处的风速,m/s；

v0——实测高度h0处的风速,m/s；

α——风速转换因子,与地面的粗糙度有关。

2.风力发电机的输出功率

当风速为v时,风力发电机的输出功率Pw可按照生产厂家提供的Pw=f(v)特性曲线来确定。如果给定的风速不在曲线点上,则可利用线性插值解决,计算公式为

式中 vs——风力发电机的启动风速(切入风速),m/s；

vc——风力发电机的截止风速(切出风速),m/s；

vi——第i时刻的风速,i=1,2,…,n,且vs≤vi,vi+1≤vc；

Pi——风速功率曲线对应风速为vi时风力发电机输出的功率,kW(风速功率曲线由风力发电机生产厂家提供,表明在仿真时刻内平均风速所对应的风力发电机输出的平均功率)。

各个厂家生产的风机上面注明的只是额定功率,相同额定功率的不同型号风机的功率输出特性曲线不同,输出差别很大,因此,计算的时候要根据具体的风速—功率对照数据来计算。

式中 vs——风力发电机的启动风速(切入风速),m/s；

vc——风力发电机的截止风速(切出风速),m/s；

vi——第i时刻的风速,i=1,2,…,n,且vs≤vi,vi+1≤vc；

Pi——风速功率曲线对应风速为vi时风力发电机输出的功率,kW(风速功率曲线由风力发电机生产厂家提供,表明在仿真时刻内平均风速所对应的风力发电机输出的平均功率)。

各个厂家生产的风机上面注明的只是额定功率,相同额定功率的不同型号风机的功率输出特性曲线不同,输出差别很大,因此,计算的时候要根据具体的风速—功率对照数据来计算。