風速模型

考慮風電場內機組間尾流效應的風速模型能較準確地描述風速擾動下風電場輸出功率的波動，使研究結果更具有實際意義和價值。

基本介紹

• 中文名：風速模型
• 用途：風電場內機組間尾流效應
• 類別：物理學
• 原理：見正文
• 價值：見正文
• 計算方法：見正文

尾流效應

考慮風電場內機組間尾流效應的風速模型能較準確地描述風速擾動下風電場輸出功率的波動，使研究結果更具有實際意義和價值。該文分析了風力機背面風速的計算方法，提出套用風電場及場內風電機組通常可得到的數據，根據在某風向上游風力機對下游風力機的遮擋及遮擋面積的不同，建立考慮機組尾流效應的風速模型，此方法適合於由任何台數風電機組組成的大型風電場風速建模。將輸出風速與電力系統分析程式，形成了以風速為基礎的風電場與電力系統相互影響研究的計算程式，分析了尾流效應對風電場輸出特性的影響。

風速不變性和可控性

由於風速的易變性和不可控性，風力發電機組幾乎時刻遭受較大程度的擾動，這種擾動無論對機組本身還是對與之相連的電力系統，都將產生一定的影響。因此，在研究併網風電場運行、規劃及動態特性等有關問題時就需要建立與之相適應的風速模型，從而能夠對風速的變化進行模擬，研究在一定風速條件下系統的性能。

在研究風速變化過程中風電場與電力系統的相互影響問題時，通常採用的風速數學模型都是假設風電場內所有風電機組的風速相同，而沒有考慮風電場內風速的變化[681.實際上，當風經過風力機時會損失部分能量，表現為風速的降低;同時由於尾流效應的影響，在某一風向上，坐落在下游風力機的輸入風速要低於上游風力機的輸入風速。風力機相距越近，前面風力機對後面風力機的影響就越大，為了充分利用當地風能資源和發揮規模效益，大型風電場通常由幾十台甚至數百颱風電機組組成，受場地和其它條件的限制，這些機組不可能相距太遠。因此，在準確描述風速擾動下風電場輸出功率的波動特性及其與電力系統的相互影響問題時，有必要考慮尾流效應對每颱風電機組風速的影響，只有這樣，才能保證計算的準確性，從而使研究結果更具有實際意義和實用價值。

國內外發展情況

國內、外許多專家對風電場的風速模型進行了大量的研究，得出了很多種側重於不同分析內容的風速模型。利用複雜交叉功率譜密度法建立了考慮風電場內風擾動、風電機組的排列布置和地形變化等因素用於風電場電能質量分析的等效風速模型.文獻風速功率譜密度的角度出發，將風速序列看作白噪聲序列通過整形濾波器的輸出，建立了風速模型，並給出了計算整形濾波器參數的方法。給出了兩種用數字方法實現濾波器的過程.文獻建立了滿足一定功率譜密度特性的自回歸滑動平均風速模型，並對該模型的仿真結果進行了分析和對比。這些模型考慮了風電場內影響風速的很多因素，比較複雜，適合於風電場電能質量的研究。但是對於分析風速變化時風電場的功率波動對電網動態特性的影響時，這些模型顯得過於複雜，並且在這些模型中有些參數的獲得比較困難，可能會影響計算的準確性.因此可以忽略對風電場及電力系統動態特性影響不大的因素，如描述風電場地形、地貌的參數，包括等高線、地形粗糙度及障礙物等。

鑒於此，本文提出套用風電場及場內風電機組通常可得到的數據，考慮風電場內機組尾流效應進行風速建模的方法.除了把複雜的物理過程進行簡化外，也考慮了尾流效應的其他因素(如風向對風電場內風速變化的影響)，並將風速模型與電力系統分析程式進行接口，形成了以風速為基礎的風電場與電力系統相互影響研究的計算程式，為風電場接入電網相關的分析奠定了基礎.這種方法適合由任何颱風電機組組成的大型風電場的風速建模。