风力机理论与设计 第章 风力发电机输出功率特性.ppt

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1、第六章风力发电机输出功率特性【本章教学目标】掌握风力发电机组功率特性试验方法；掌握风力发电机组功率测试时影响功率的几个主要参数的测量方法；掌握功率测定的测量和计算方法；掌握风力发电机组气动参数的计算方法；掌握年发电量的计算方法；了解风力发电机组各种功率控制方法，了解风电机组中控制系统对功率控制调节的基本原理及方法；了解风力发电机组输出功率特性试验的相关标准。6.1风轮转速6.1风轮转速根据国标GB／T10760.2—2003的规定，测试负载分别选取可调电阻与蓄电池，在标准中规定的测试点，或为了更加准确也可以适当增加测试点，进行发电机功率输出特性试

2、验。常用的测试方法如图6.1所示。图6.1发电机功率输出特性测试路线图三相感应电动机+－电磁调速电动机转矩转速记录仪发电机整流桥电流表负载电压表滑差电机调速装置转矩转速传感器6.2风力发电机组功率特性的测定6.2.1试验场地图6.3气象侧风杆的距离和最大允许测量扇形区域6.2.2测试仪器测量风力发电机组的净电功率时应采用功率测量装置，如功率变送器。6.2.3比恩法在风频分布理论计算时，常把风速的间隔定为1m/s。风速在某一时间内的平均，按风速间隔的归属划区，落到哪一区间，哪一区间的累加值加1。区间的风速由中值表示，测试结束时，再把各间隔出现的次数

3、，除以总次数就是风频分布。这一方法也就是国际IEA（InternationalEnergyAgency国际能源署）组织推荐的，所谓比恩法（bins）。6.2.4数据采集6.2.5数据筛选6.2.6数据回归6.2.7功率测定图6.4风速与功率测试值的散点图图5用bin法整理后风速与功率的测试值6.3风力发电机气动性能参数国标“GB/T13981-2009小型风力发电机设计通用要求”规定，在设计风力发电机时要计算风能利用系数CP、扭矩系数CM、风轮轴向推力系数CT以及叶尖速比λ。6.4年发电量计算发电量(AEP)是利用测量所得到的功率曲线对于不同参考

4、风速频率分布所计算出的估算值。而参考风速频率分布可以采用瑞利分布进行，该分布与形状系数为2时的威布尔分布等同；在具体计算时通常采用威布尔分布函数。6.5输出功率的控制6.5.1定桨距风力发电机组的功率控制（1）定桨距机组特点（2）主要控制方法图6.7双速发电机功率曲线图6.8温度对机组输出功率的影响图6.9节距角对机组输出功率的影响图6.10风力发电机组功率曲线6.5.2变桨距风力发电机组的功率控制（1）变桨距机组特点图6.12变速风力发电机组6.5.3变速风力发电机组的功率控制（1）变速机组特点图6.13双馈异步发电机图6.14带变频器的同步发

5、电机（2）主要运行特点变速风力发电机组的运行根据不同的风况可分三个不同阶段：（3）总体控制策略图6.16风力机Cp曲线图6.17风力机Cp曲线（4）主要控制方式图6.18定桨距风力机Cp曲线图6.19最佳转矩—转速特性