风电场风速分布及风速功率曲线分析.pdf

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1、风电场风速分布及风速功率曲线分析牟聿强，王秀丽(西安交通大学电气工程学院，陕西西安710049)摘要：本文利用国内某风电场实测风速数据以及实测单布，并进行对比，结果表明Weibull分布更能准台风电机输出功率与风速数据，对风电场风速概率分布及确拟合此风电场风速分布实际情况。风电机输出功率与风速关系进行了拟合。通过用Weibull本文利用国内某风电场实测风电机输出功率分布和Rayleigh分布分别拟合风速概率分布，表明与风速数据，通过对风电机输出功率与风速关系Weibull分布能更准确表达此风电场风速分布实际情况。的拟合，验证了幂函数可

2、以近似表示风速在切入通过对风电机输出功率与风速关系的拟合，验证了幂函数风速到额定风速之间时风速与功率的关系。最后可以近似表示当风速在切入风速到额定风速之间时风速利用拟合出的风速功率曲线计算实际风速对应的与功率的关系。将拟合出的风速功率关系用于实际风电场功率值并与实测风速功率数据进行对比，结果表并与实测数据进行对比，结果表明利用拟合出的风速功率明可以由风速功率拟合结果结合风速预测值给出关系与预测的风速相结合可以给出未来时间内该风机的风电场未来出力情况，可以为风电场及电网调度出力情况。人员提供有效信息。关键词：风速；功率；分布；拟合1风电

3、场风速概率分布[2][3]0引言风速统计模型很多，有Rayleigh分布、[2][3][4][5]风能是太阳能的一种转化形式，是一种重要Weibull分布、Lognormal分布等，其中双参的自然能源。风能以其蕴量巨大，具有可再生性数Weibull分布模型应用最为广泛。本文分别用和无污染的优点，得到各国的重视和开发利用。Weibull分布和Rayleigh分布拟合风速概率分布，[1]风力发电是风能利用的最重要形式。并进行对比，结果表明Weibull分布更能准确拟合评估风电场的风能资源情况，是开发风力发此风电场风速分布实际情况。1电项目

4、的基础工作。其中风速概率分布是体现风1.1风速的分布模型能资源统计特性的最重要指标之一，是在风电场设实测的风电场风速序列为：规划和并网技术研究中所必须的重要参数。用于()V12、VV、、¼n服从双参数Weibull分布。概拟合风速概率分布的模型很多，有Rayleigh分布率密度函数如下：[2][3][2][3][4][5]、Weibull分布、Lognormal分布等，kVVkk-1fVw()=()()exp[-()](1)其中双参数Weibull分布模型应用最为广泛。文ccc献[3]针对几十个气象站实测的风速值，利用则分布函数：We

5、ibull分布拟合其概率分布，得出良好的结果。VkFw(V)=P(vV£)=1.0--exp[()](2)文献[4]分别用Weibull分布和Lognormal分布拟c合二十多个气象站实测风速值，均满足要求，但其中v为风速(m/s)；V为给定风速(m/s)；c和k是在绝大数地方Weibull分布拟合的更好。Weibull分布的两个参数。风力机输出功率与风速的关系曲线是风力机Rayleigh分布是Weibull分布的简化形式。概的一个重要参数，结合功率风速关系曲线和预测率密度函数如下：2的风速，风电场及电网运行调度人员可得到未来VVfV

6、r()=-()exp()(3)22时间段内的风电场出力情况。有几种函数可以近ss2似表示风速在切入风速到额定风速之间时风力机则分布函数：2功率与风速关系，例如线性函数、二次函数、和V[1][6]Fr(V)=P(vV£)=1.0--exp()2(4)三次函数。2σ本文利用国内某风电场实测风速数据，分别其中v为风速(m/s)；V为给定风速(m/s)；s为参用Weibull分布和Rayleigh分布拟合风速概率分数。1.2风电场风速概率分布拟合本节以风电场的实测风速数据为基础，通过本研究得到国家863计划项目（2006AA05Z247）和教

7、育部光伏工程研究中心开放基金的资助Matlab软件包，分别用Weibull和Rayleigh分布1拟合风速概率。风速(m/s)对累积概率用Weibull分布的分布函数进行14拟合。结果如下：12c=8.977k=2.92110V2.921FVw()=1.0--exp[()]88.977样本相关系数为：0.98756以相同数据，对累积概率用Rayleigh分布的4分布函数进行拟合。结果如下：2σ=.635320V024681012141618FVr()=1.0--exp()80.72时间(min)样本相关系数为：0.9648图1为风速累

8、积概率分别按Weibull和图2风电场6个测风点平均风速示意Rayleigh分布拟合的示意图。则风轮机和发电机的实际输出功率P1和P2从两种拟合结果的相关系数可以看出：虽然应分别是3(6)Rayleigh分布因其只有一个