中小型風(fēng)電系統(tǒng)風(fēng)輪輸出功率波動的影響因素研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、能源的需求量增大，資源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化等問題的日漸突顯，可再生能源的利用日益引起了人們關(guān)注。風(fēng)力發(fā)電是最常見的風(fēng)能主要利用形式之一，具有良好的發(fā)展前景。由于自然風(fēng)的隨機(jī)性會導(dǎo)致風(fēng)力機(jī)輸出電壓和功率產(chǎn)生波動，嚴(yán)重影響了電能質(zhì)量和設(shè)備使用壽命，這些都是風(fēng)力發(fā)電發(fā)展亟需解決的問題。
　　影響風(fēng)電系統(tǒng)功率波動的因素有很多，本文針對中小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，綜合風(fēng)特性和機(jī)組自身結(jié)構(gòu)特性兩方面研究，分析風(fēng)輪輸出功率波動的主

2、要影響因素，主要分為風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、風(fēng)剪切和塔影效應(yīng)對功率波動的影響。
　　本文針對影響風(fēng)力輸出功率波動的主要因素進(jìn)行了研究，包括風(fēng)速、湍流強(qiáng)度、風(fēng)剪切和塔影效應(yīng)。根據(jù)風(fēng)特性和機(jī)組自身結(jié)構(gòu)特性，基于Matlab/Simulink軟件仿真平臺建立了綜合風(fēng)速仿真模型及風(fēng)功率仿真模型。其中，綜合風(fēng)速模型考慮了風(fēng)特性和機(jī)組結(jié)構(gòu)特性，包括基本風(fēng)、陣風(fēng)、漸變風(fēng)、隨機(jī)風(fēng)、風(fēng)剪切和塔影效應(yīng)六部分。對仿真風(fēng)速與實(shí)測風(fēng)速進(jìn)行誤差和相關(guān)系數(shù)的統(tǒng)計分析，

3、驗(yàn)證了綜合風(fēng)速模型的可行性。
　　本文給出了中小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)輪輸出功率波動的量化指標(biāo)，用于描述中小型風(fēng)電系統(tǒng)功率波動的度量。量化指標(biāo)包括功率波動量、功率波動率和功率波動的相對標(biāo)準(zhǔn)差。在短時間尺度內(nèi)，依據(jù)功率波動的量化指標(biāo)，對實(shí)測風(fēng)速、功率數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出功率波動的相對標(biāo)準(zhǔn)差與湍流強(qiáng)度呈現(xiàn)相同變化趨勢的結(jié)論，且隨時間尺度的增大，湍流強(qiáng)度和功率波動性會增強(qiáng)。同時，對不同轉(zhuǎn)速情況下的風(fēng)剪切和塔影效應(yīng)進(jìn)行仿真，F(xiàn)FT變換下的頻譜圖得