风机功率曲线验证
风力发电机功率曲线保证值计算公式
风力发电机功率曲线保证值计算公式
风力发电机功率曲线保证值的计算公式通常基于风速和风力机组的额定功率。
一般来说，风力发电机的功率输出可以通过以下公式计算：
P = 0.5 * ρ * A * C * V^3
其中，P为风力发电机的输出功率，ρ为空气密度，A为风力机叶片受风面积，C为风力机的功率系数，V为风速。
为了计算风力发电机功率曲线的保证值，需要考虑风速的分布情况以及风力机组的性能特征。
一般来说，风速会随时间变化，而风力机组的功率输出也会随风速的变化而变化。
因此，通过实际测量和数据分析，可以获得风速的频率分布，然后根据功率曲线的设计和实际运行情况，确定功率曲线的保证值。
此外，在实际运行中，还需要考虑到风力发电机的可靠性、稳定性和安全性等因素，以确保风力发电机在各种工况下都能稳定运行并具有良好的性能表现。
总的来说，风力发电机功率曲线的保证值计算是一个综合考虑风
力资源、风力机组性能、运行条件等多方面因素的过程，通过科学分
析和实际测试，可以确定风力发电机在不同风速下的功率输出保证值，从而保障风力发电系统的正常运行和发电效率。
风力发电场的功率曲线建模与效能评估
风力发电场的功率曲线建模与效能评估随着对可再生能源的需求不断增长，风力发电作为其中一种重要的清洁能源成为了关注的焦点。
风力发电场的功率曲线建模与效能评估是评估风力发电场性能的关键步骤，对于优化风力发电场设计和运营具有重要意义。
一、功率曲线建模风力发电机的输出功率与风速之间存在着特定的关系，该关系可以通过建立功率曲线来描述。
风力发电场的功率曲线通常由风速和输出功率组成。
1. 测风塔数据采集测风塔是风力发电场中用于测量风速和风向的设备。
通过测风塔的数据采集，可以得到一系列不同风速下的测量值。
2. 数据处理与分析通过对测风塔数据进行处理和分析，可以得到各个风速对应的平均功率。
3. 建立功率曲线模型根据平均功率数据建立风力发电场的功率曲线模型。
常用的模型包括Weibull、Rayleigh和Log-Normal等分布模型。
二、效能评估效能评估是评估风力发电场发电系统性能的一项关键任务。
通过对风力发电场的效能评估，可以确定发电系统是否能够在最佳状态下运行。
1. 效能参数定义首先需要定义有效的效能参数，如容量因子、利用系数和捕获效率等。
容量因子表示实际发电量与理论最大发电量之间的比率，利用系数表示实际发电量与额定容量之间的比率，捕获效率表示风能被利用的比率。
2. 数据采集与处理通过对风力发电场的运行数据进行采集和处理，可以得到实际发电量、风速、风向等参数。
3. 效能评估模型建立根据采集到的数据，建立风力发电场的效能评估模型。
常用的模型包括功率曲线模型、风能密度模型和能量平衡模型等。
4. 效能评估与分析利用建立的效能评估模型对风力发电场的效能进行评估和分析。
通过比较实际发电量与理论最大发电量的差异，可以评估风力发电场的效能。
三、优化措施通过对风力发电场的功率曲线建模和效能评估，可以获取风力发电场的性能信息。
根据评估结果，可以采取相应的优化措施来提高风力发电场的效能。
1. 风机选型与布局优化根据功率曲线建模结果，选择适合的风力发电机型号，并合理布局。
风力发电场中的功率曲线优化
风力发电场中的功率曲线优化一、引言近年来，随着对可再生能源的需求不断增加，风力发电成为了一种备受关注的绿色能源。
然而，由于风能的不稳定性，风力发电场在发电过程中存在功率波动的问题。
为了提高风力发电场的效率和可靠性，对功率曲线进行优化成为了一个重要的研究领域。
本文将探讨风力发电场中的功率曲线优化。
二、风力发电场中的功率曲线风力发电机的功率曲线是指在不同风速条件下，机组输出的功率值与风速之间的关系曲线。
一般来说，风力发电机在风速较低或较高时，输出功率较低；而在一定的风速范围内，输出功率达到最大值。
根据不同的风力发电机型号和设计要求，功率曲线的形状、峰值功率和额定风速等参数可能会有所不同。
不同的功率曲线对风力发电场的产能和经济性有着直接的影响。
功率曲线过低或过高都会导致发电机无法充分发挥功率，并且在风速波动时容易出现频繁的切入和切出现象，进而造成机组寿命损耗和维护成本的增加。
因此，优化功率曲线成为了提高风力发电场效益的重要手段。
三、功率曲线优化方法1. 模型分析法模型分析法是一种基于风力发电机响应特性的功率曲线优化方法。
通过建立风力发电机的数学模型，结合气象数据和风机负载特性，可以得到不同工况下的功率曲线。
然后，利用优化算法寻找最优的参数组合，使得风力发电机在不同风速下取得最大的年发电量。
常用的优化算法包括遗传算法、粒子群算法等。
2. 灵敏度分析法灵敏度分析法是一种基于风力机输出功率与气象条件之间的关系的功率曲线优化方法。
通过对各种气象因素（如风速、风向、气温等）进行参数扰动分析，可以得到不同参数对功率曲线的影响程度。
然后，根据灵敏度分析的结果，调整气象因素或设计参数，使得风力发电机在给定的气象条件下取得最大的输出功率。
3. 控制策略优化法控制策略优化法是一种基于控制参数优化的功率曲线优化方法。
通过调整风机控制系统中的PID参数、控制器响应时间等参数，可以改变风机的控制策略，使其在不同风速下输出最大的功率。
风机性能曲线实验报告
教学实验泵与风机离心式风机性能实验实验报告班级：学号：姓名：能源与动力工程学院2017年11月离心式风机性能实验台实验指导书一、实验目的1．熟悉风机性能测定装置的结构与基本原理。
2．掌握利用实验装置测定风机特性的实验方法。
3．通过实验得出被测风机的气动性能（P-Q，P st-Q，ηin-Q，ηstin-Q ，N-Q曲线）4．通过计算将测得的风机特性换算成无因次参数特性曲线。
5．将试验结果换算成指定条件下的风机参数。
二、实验装置根据国家关于GB1236《通风机空气动力性能实验方法》标准，设计并制造了本试验装置。
本试验装置采用进气试验方法，风量采用锥形进口集流器方法测量。
装置主要分三部分（见图1）图1 实验装置示意图1.进口集流器2.节流网3.整流栅4.风管5.被测风机6.电动机7.测力矩力臂8.测压管9.测压管试验风管主要由测试管路，节流网、整流栅等组成。
空气流过风管时，利用集流器和风管测出空气流量和进入风机的静压Pest1，整流栅主要是使流入风机的气流均匀。
节流网起流量调节作用。
在此节流网位置上加铜丝网或均匀地加一些小纸片可以改变进入风机的流量。
测功率电机6，用它来测定输入风机的力矩，同时测出电机转速，就可得出输入风机的轴功率。
三、实验步骤1．将压力计（倾斜管压力计）通过联通管与试验风管的测压力孔相连接，在连接前检查测压管路有无漏气现象，应保证无漏气。
2．电动机启动前，在测力矩力臂上配加砝码，使力臂保持水平。
3．装上被测风机，卸下叶轮后，启动测功电机，再加砝码ΔG´使测力矩力臂保持水平，记下空载力矩（一般有指导教师事先做好）。
4．装上叶轮，接好进风口与试验风管，转动联轴节，检查叶轮是否与进风口有刮碰磨擦现象。
5．启动电机，运行10分钟后，在测力臂上加配砝码使力臂保持水平，待工况稳定后记下集流器压力ΔPn，静压Pest1，平衡重量G（全部砝码重量）和转速n。
6．在节流网前加铜丝网或小圆纸片，使流量逐渐减小直到零，来改变风机的工况，一般取十个测量工况（包括全开和全闭工况），每一工况稳定后记下读数。
风机特性曲线
用以表示通风机的主要性能参数(如风量L、风压H、功率N及效率η)之间关系的曲线称为风机特性曲线或风机性能曲线。
为了使用方便，将H—L曲线、N—L曲线、η—L曲线画在同一图上。
下图为4—72 No5离心式通风机在转速2 900r／min时的特性曲线。
4—72No5离心式通风机特性曲线在通风除尘系统工作的风机，即使在转速相同时，在不同阻力的系统中它所输送的风量也可能不相同。
系统的阻力小时，要求风机的风压低，输送的风量就大；反之，系统阻力大，要求的风压高，输送的风量就小。
因此，用一种工况下的风量和风压，来评定风机的性能是不够的。
例如，风压为1 000Pa时，4—7 2No5风机可输送风量18 000m3／h；但当风压增到3000Pa时，输送的风量就只有1 000m3/h。
为了全面评定风机的性能，就必须了解在各种工况下风机的风压和风量，以及功率、效率与风量的关系。
这就是为什么要通过风机性能试验做出风机特性曲线的原因所在。
通风机制造工厂对生产的风机，根据实验预先做出其特性曲线，以供用户选择风机时参考。
有些风机产品样本，不但列出特性曲线图，而是还提供性能表格。
下表列出了4—72离心式通风机的部分性能数据。
从特性曲线图可以看出，在一定转速下，风机的效率随着风量的改变而变化，但其中必有一个最高效率点刁一。
相应于最高效率下的风量、风压和轴功率称为。
此范围风机的最佳工况，在选择风机时，应使其实际运转效率不低于0．9ηmax称为风机的经济使用范围。
下表中列出的8个性能点(工况点)，均在风机的经济使用范围内。
4—72 型离心式通风机性能表(摘录)正确选择风机，是保证通风系统正常、经济运行的一个重要条件。
所谓正确选择风机，主要是指根据被输送气体的性质和用途选择不同用途的风机；选择的风机要满足系统所需要的风量，同时风机的风压要能克服系统的阻力，而且在效率最高或经济使用范围内工作。
具体选择方法和步骤如下：1．根据被输送气体的性质，选用不同用途的风机。
风机性能曲线测定——流体输配管网
风机性能曲线测定实验指导书一.实验目的1．熟悉风机性能测定装置的结构与基本原理。
2．掌握利用实验装置测定风机特性的实验方法。
3．通过实验得出被测风机的性能曲线（P-Q ，Pst-Q ，η-Q ， N-Q 曲线）4．将试验结果换算成指定条件下的风机参数。
二.实验原理离心通风机是使气体流过风机时获得能量的一种机械。
气体实际所获得的能量，等于单位体积在风机出口与入口处所具有的能量差，若气体的位能忽略不计，则风机出口与进口的能量差为：2222221121212111()()()()[]222P P V P V P P V V Ps Pd mmH O ρρρ=+-+=-+-=- (1) 式中：P S =P 2-P l ——风机的静压Pd =ρ(V 22-V 11)/2——风机的动压 P =P s 十P d ——风机的全压如果风机是从静止的大气中抽取气体，即V 1≈0，P 1=P a ，则风机的静压就是风机出口静 压的表压值。
P S =P 2-P a [mmH 2O ] (2)风机的动压就是风机出口的动压。
Pd =ρV 22/2 (3)风机的性能曲线通常为流量与全压(Q-P)，流量与静压（Q-Ps) ，流量与功率(Q-N)，流量与效率(Q-η) 四条曲线。
若绘制这些曲线，需要测出实验状态和实验转速下的参数：静压Pst ，动压Pd 和流量Q 2。
三.测试计算1.风机的动压风机的动压是用毕托管测量得到，毕托管的直管必须垂直管壁，毕托管的弯管嘴应面对气流方向且与风管轴线平行，其平行度不大于5°。
2.风机的静压风机出口静压为静压点处静压Pst 加上从风机出口到静压点测量界面间的静压降。
出口静压 224.44[]DPst Pst Pd mmH O Dλξ=+⋅ (4)式中：λ一一测试管路沿程阻力系数，取λ=0.0253.风机出口处气体密度232013.60.359()[/]273Pst Pa kg m tρρ+=+ (5) 式中：Pa ——大气压力[mmHg]ρo ——标准状态下的空气密度ρo = 1.293 [kg/m 3] P st ——风机出口静压[mmH 2O] 4.风机的流量22222()[/]44D D Q V m s ππ=⋅=(6)式中：ξ——毕托管校正系数。
风机类型特性及性能曲线
式中：
VP——动压；
ρ —— 气体的密度； υ —— 气流速度。
507 出风口尺寸
出 风
口
速
度
由上图选型，可知
气体的密度ρ =1.225, 风机出风口处的风速υ =11.67, 动压VP=0.5 × ρ × υ 2=83.42 Pa
风机性能参数—全压
定义：全压是静压和动压的代数和。 全压代表 l m3气体所具有的总能量。 若以大气压为计算的起点，它可以是 正值，亦可以是负值。
阻尼弹簧减振器（ZTE型） 阻尼弹簧减震器特性： 本体材质分为普通铸铁及球磨铸铁 球状铸铁本体经热浸镀锌处理，耐 侯性佳。 特殊结构设计，可依实际须要调整 高度。 外型轻巧坚固，按装容易，适用于 各类机械内减振装置。 弹簧均经热处理、ED防锈、烤漆等 程序处理。 荷重挠度20mm、40mm能有效消除 机械结构振动。 底部止滑橡胶，安装容易及安全性 高、 控制及调整水平容易，能有效消除 地板振动，价格也较便宜。
风机-管道系统
工况点：
∆Pt , Pa
新风机性能曲线
New system curve
新管道系统曲线 指风机性能曲线及
总
New fan performance curve
管道系统曲线相交
压 力
风机性能曲线
Fan performance curve
的点
差
System curve
∆PS
S
管道系统曲线
∆PQ
减震系统
弹簧(风机355以上）
弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。一般用 弹簧钢制成。用控制机件的运动,缓和冲击或震动, 贮蓄能量,测量力的大小等.
弹簧在受载时能产生较大的弹性变形,把机械功或 动能转化为变形能,而卸载后弹簧的变化消失并回 复原状,将变形能转化为机械功或动能.
风力发电机组功率曲线的修正
文章编号:10072290X(2003)0120017203风力发电机组功率曲线的修正蔡纯,张秋生(汕头华能南澳风力发电有限公司,广东汕头515041)摘 要:风力发电机组功率曲线是考核机组性能的一项重要指标,但在实际操作过程中,由于现场自然风风速、风向变化的不确定性,给准确测取风力发电机组功率曲线带来困难。
因此,借助空气动力学理论,提出一种简便求取风力发电机功率曲线的方法:利用机组计算机自身绘制的功率曲线,通过理论计算,对功率曲线进行风速和空气密度的修正,以提高功率曲线的精确度和可比性。
关键词:风力发电机组;性能;功率曲线;风速;空气密度中图分类号:TM614 文献标识码:BCorrection to pow er curves of wind2driven generator setsCA I Chun,Z HA N G Qiu2s he ng(Hua ne ng Na nπao Wind Power Ge neration Co.,L t d.,Sha nt ou,Gua ngdong515041,China)Abstract:The p ower curve of a wind2drive n ge nerat or set is a n imp orta nt index reflecting t he perf or ma nce of t he set.The accurate measure me nt of t he curve,however,is aff ected by t he ever2cha nging wind velocity a nd direction.Theref ore,a conve nie nt met hod is p rese nted based on aerodyna mic t heory,w hich conducts t heoretical calculation on t he comp uter plotted p ower curve of t he set a nd ma kes correction f or wind velocity a nd air de nsity,so as t o imp rove t he accuracy a nd comp arabil2 ity of t he curve.K ey w ords:wind2drive n ge nerat or set;perf or ma nce;p ower curve;wind velocity;air de nsity 当前全国风力发电事业蓬勃发展[1],众多实力雄厚的大公司正在投资或准备投资建设大型风力发电场。
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4xL
Distance 距离
<2 L
Sector 扇区
360°
8xL
Maximum slope% 最大倾角%
<3*
Maximum terrain variation from plane 地形偏离平面的最大偏差
<0,04 (H+D)
≥2 L and < 4 L
measurement sector
<5*
风电机组内的设
标准和准则 功率曲线的测定 不确定度 其它相关话题
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
2008-01-09
No. 7 WINDTEST
Scope of IEC 61400-12-1 IEC61400-12-1的应用领域
IEC 61400-12-1
• Power performances verification
功率特性的验证
• Guarantee purposes
担保
• In some countries basis for PPA (e.g. Germany)
在一些国家是 PPA的基础 (如德国)
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
备安装 6. Installation in the wind turbine
备安装 7. Standard and Guidelines 8. Evaluation of the power curve 9. Uncertainties 10. Other topics
介绍 场地 气象桅杆的定位 场地标定 气象桅杆上的设
测量扇区
<0,08 (H+D)
≥2 L and <4 L
outside measurement sector 测量扇区之外
<10**
Not applicable 不适用
≥4 L and <8 L
measurement sector 测量扇区
<10*
<0,13(H+D)
* *The maximum slope of the plane, which provides the best fit to the sectoral terrain and passes through the tower base. 与扇区地形最吻合、并通过塔架基础的平面的最大倾角.
2008-01-09
No. 4 WINDTEST
Definition of power curve
功率曲线的定义
Wind speed [m/s]
00
0.6
00
0.5
00
0.4
00
0.3
000.200源自0.100.0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Power curve:
Capability of a wind turbine to
风电机组内的设
标准和准则 功率曲线的测定 不确定度 其它议题
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
2008-01-09
No. 2 WINDTEST
What is the power performance test?
什么是功率特性测试?
• Measurement of the free stream wind speed (Wind direction)
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
None influence 无影响
Obstacles Excel sheet
2008-01-09
No. 14
WINDTEST
Dabancheng Wind farm 达坂城风电场
WT
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
No. 3 WINDTEST
Why is the power performance test important?
为什么功率特性测试很重要？
• To classify the wind turbine
对风电机组进行分类
• For the calculation of the energy predication
free stream wind over the rotor swept area 功率系数曲线: 风电机组输出的净电功率与通过风轮扫 掠面上最大可利用风能功率之比
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
2008-01-09
No. 5 WINDTEST
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
2008-01-09
No. 8 WINDTEST
Flat terrain 平坦的地形
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
2008-01-09
No. 9 WINDTEST
Power Performance Measurements 功率特性测试
Training of test stations in Beijing 测试机构培训，北京
2008-01-09
WINDTES
Agenda of power performance功率特性议程
1. Introduction 2. Site 3. Metrologies mast position 4. Site calibration 5. Installation on the met mast
用于预测发电量
• Comparison between the turbines
不同风电机组之间的比较
• Optimization of the test turbine due to the site conditions and the energy production
根据场地条件和发电量对测试风电机组进行优化
**The line of steepest slope that connects the tower base to individual terrain points within the sector. 连接塔架的基础和扇区内的每个地形点的直线的最大倾角.
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
2008-01-09
No. 12
WINDTEST
Obstacles障碍物
De
=
2 ⋅lh ⋅lw lh + lw
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
2008-01-09
No. 13
WINDTEST
Obstacles 障碍物
De
=
2 ⋅lh ⋅lw lh + lw
Complex Terrain 复杂的地形
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
2008-01-09
No. 10
WINDTEST
Illustration of area to be assessed 评估测试范围的图解
mast to wind turbine centre line
气象桅杆到风电机组的中心线 mast at 4D 4D位置的气象桅杆
2.5D 2D
L
Wind turbine 风电机组
D
distance of meteorology
mast to wind turbine
between 2D and 4D
2.5D is recommended 距离风电机组2D和4D之间 的气象桅杆位置 推荐使用2.5D
produce electric power
depending on wind speed 功率曲线: 风电机组在不同风速下产生电 能的能力
Cp curve:
Ratio of the net electric power output of a
wind turbine to the available power in the
4D处为: 59°
maximum measurement sector:
at 2D: 279°
at 2.5D: 286°
at 4D: 301° 最大测量扇区: 2D处为: 279° 2.5D处为: 286° 4D处为: 301°
top view 俯视图
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements
自由流风速 (风向)的测试
• Measurement of the net. Power
净功率的测试
• Correction of the wind speed or net power due to the air
density
风速或净功率对于空气密度的校正
• Filtering of the data due to failure by the turbine or
200
400
600 Obstacles
-200
-300
-400 East coordinate [m]
Course 03-2 to 4: Power Performance Measurements