風(fēng)電機組實際運行功率曲線影響因素分析摘要：隨著我國風(fēng)力發(fā)電技術(shù)不斷的發(fā)展，風(fēng)電在電網(wǎng)中滲透率逐漸增加已經(jīng)成為了一種發(fā)展趨勢，風(fēng)電機組運行穩(wěn)定性也備受人們的關(guān)注，發(fā)電網(wǎng)絡(luò)對風(fēng)電機組的適應(yīng)能力提出了更高的要求。所以，為了提高風(fēng)電機組電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就需要從風(fēng)電機組的角度來研究影響機組穩(wěn)定性的因素及實際運行功率曲線產(chǎn)生偏差的原因，并對其加以改進(jìn)。關(guān)鍵詞：風(fēng)電機組；運行穩(wěn)定性；動態(tài)性分析刖言風(fēng)電機組是我國重要的新能源之一，近幾年來，為了響應(yīng)國家環(huán)境保護(hù)的號召，我國的風(fēng)電市場的發(fā)展連續(xù)大幅度增長，而且對風(fēng)電有著更高的要求，近期的發(fā)展已經(jīng)從數(shù)量轉(zhuǎn)變成了質(zhì)量，目刖，國家對于風(fēng)電機組并沒有統(tǒng)一的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)和建設(shè)，所以，在不同的風(fēng)電制造企業(yè)，對風(fēng)電機組的要求和標(biāo)準(zhǔn)都有所不同。風(fēng)力機組使用的風(fēng)能處于自然狀態(tài)，風(fēng)力機的實際運行功率曲線是機組控制器和后臺軟件在風(fēng)力機運行過程中形成的功率曲線。風(fēng)電機組實際運行功率曲線是機組控制器和后臺軟件在風(fēng)電機組運行過程中形成的功率曲線。了解影響風(fēng)力機功率特性的因素，有助于將風(fēng)力機調(diào)整到更好的工作狀態(tài)，從而提高風(fēng)力機的輸出功率。1實際運行功率曲線繪制數(shù)據(jù)的篩選為了提高風(fēng)電機組功率曲線評估的準(zhǔn)確性，需要將風(fēng)機的瞬時風(fēng)速和有功功率數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和處理，以保證被分析的是風(fēng)機正常運行工況下的數(shù)據(jù)。所以，下列情況下的數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行剔除：根據(jù)從SCADA系統(tǒng)中采集得到的停機統(tǒng)計和持續(xù)時間，對同期風(fēng)機停機前后30min的瞬時風(fēng)速、有功功率等數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除；當(dāng)瞬時風(fēng)速大于切入風(fēng)速，有功功率仍為0的數(shù)據(jù)，即機組不工作的數(shù)據(jù)，應(yīng)對其數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除；在正常數(shù)據(jù)點比較密集的功率曲線下方，可能存在一些比較分散的欠功率點，需分析風(fēng)機是否處于限負(fù)荷運行狀態(tài)，需要對該運行工況下的數(shù)據(jù)進(jìn)行剔除。2風(fēng)電機組實際運行功率影響因素本文以某風(fēng)電場額定功率為1.5MW雙饋式風(fēng)電機組為例，分析風(fēng)電機組實際運行功率曲線的影響因素并將其作為功率曲線模型的輸入變量。環(huán)境參數(shù)中的風(fēng)速和風(fēng)向。風(fēng)是風(fēng)電機組的“燃料〃。風(fēng)速和風(fēng)向是風(fēng)資源的兩個基本參數(shù)。實驗風(fēng)場位于安徽丘陵地區(qū)。當(dāng)風(fēng)向變化時，在某些風(fēng)向扇區(qū)由于地形遮擋或其他機組尾流影響，風(fēng)資源的湍流強度會有較大變化，對風(fēng)電機組的輸出功率有較大影響。葉輪變槳系統(tǒng)的槳距角。在額定風(fēng)速以下，為捕獲更多的風(fēng)能，葉輪的槳距角處在零度位置。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到額定風(fēng)速以上時，葉片角度向90°方向偏轉(zhuǎn)，減小葉片產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，控制機組的輸出功率在額定功率附近。槳距角的變化直接影響風(fēng)作用在葉片上的入流角度進(jìn)而改變?nèi)~輪產(chǎn)生氣動轉(zhuǎn)矩的大小，與風(fēng)電機組的輸出功率存在密切關(guān)系。偏航系統(tǒng)的偏航誤差。風(fēng)電機組機艙頂部氣象站的風(fēng)向標(biāo)檢測風(fēng)向，并計算與機艙軸線的夾角，該夾角即為偏航誤差8。當(dāng)偏航誤差超過一定角度且持續(xù)一段時間后，偏航電機帶動葉輪和機艙向來流風(fēng)向旋轉(zhuǎn)對風(fēng)，保證來流風(fēng)向與葉輪垂直。但由于風(fēng)向變化頻繁且偏航系統(tǒng)存在較大慣性，偏航誤差角e始終存在。當(dāng)偏航誤差為e時，葉輪捕獲的風(fēng)能為式中P0為偏航誤差為零時捕獲的風(fēng)能。（4）控制系統(tǒng)的葉輪轉(zhuǎn)速和葉尖速比。風(fēng)電機組的輸出功率與機組控制系統(tǒng)也存在密切關(guān)系。在額定風(fēng)速以下時，變速恒頻雙饋風(fēng)電機組處于最大風(fēng)能追蹤控制模式。在該模式下，控制系統(tǒng)需要調(diào)整發(fā)電機的電磁轉(zhuǎn)矩與葉輪產(chǎn)生的氣動轉(zhuǎn)矩相適應(yīng)進(jìn)而調(diào)整葉輪轉(zhuǎn)速，從而使風(fēng)速與葉片自身旋轉(zhuǎn)速度兩者的矢量合成風(fēng)速對葉片以最佳攻角作用在葉片上，產(chǎn)生最大的氣動轉(zhuǎn)矩。因此當(dāng)風(fēng)速高時，葉輪轉(zhuǎn)速增加；反之，葉輪轉(zhuǎn)速減小。葉尖速比為葉輪轉(zhuǎn)速和風(fēng)速的比值，記為入：式中：s為葉片旋轉(zhuǎn)角速度；R為葉輪半徑；V為風(fēng)速。葉輪轉(zhuǎn)速和葉尖速比反映風(fēng)電機組控制系統(tǒng)的性能。當(dāng)葉尖速比接近該機型設(shè)計葉尖速比時，機組的發(fā)電效率高；反之當(dāng)控制系統(tǒng)控制誤差過大或控制參數(shù)與機組本地風(fēng)資源不匹配時，葉尖速比將偏離設(shè)計值，導(dǎo)致葉輪捕獲風(fēng)能效率下降，輸出功率降低。在風(fēng)電機組SCADA系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)中還有傳動鏈參數(shù)，如主軸溫度、齒輪箱油溫、齒輪箱高速軸低速軸軸溫、傳動鏈振動；發(fā)電機參數(shù)，如定子三相溫度、定子電壓電流等變量。由于傳動鏈、發(fā)電機、變頻器等子部件能量轉(zhuǎn)化效率相對固定，對風(fēng)電機組的輸出功率特性影響較小。3風(fēng)電機組運行的穩(wěn)定性分析以及相關(guān)的結(jié)論3.1靜態(tài)性穩(wěn)定性分析在風(fēng)電機組運行過程中，增加風(fēng)電機組無功功率輸出可以有效提高線路的輸電功率水平。當(dāng)風(fēng)電機轉(zhuǎn)速改變時，恒壓控制和恒功率可以提高50W電源線的傳輸功率限制，與數(shù)控相比。如果有負(fù)載調(diào)節(jié)變壓器，并對其進(jìn)行抽頭式調(diào)整，則負(fù)載側(cè)節(jié)點的電壓可以增加。但是很可能整個操作系統(tǒng)的無功功率不足，會降低其他節(jié)點的電壓。為了提高系統(tǒng)的無功功率水平，保證風(fēng)電機組運行的穩(wěn)定性，風(fēng)電機組應(yīng)采用數(shù)控恒壓比恒功率，以解決上述問題。3.2動態(tài)性穩(wěn)定性分析恒電壓控制以及恒功率因數(shù)控制兩種都是風(fēng)電機組控制的方式，當(dāng)電壓恒定時，風(fēng)電機組的電導(dǎo)和電納隨功率因數(shù)的變化而變化。當(dāng)風(fēng)力機功率恒定時，風(fēng)電機組的電導(dǎo)和電納隨端電壓的變化而變化。例如，變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機連接到電網(wǎng)的頻率轉(zhuǎn)換器，電力電子元件一一當(dāng)前非常敏感，當(dāng)電網(wǎng)故障，逆變器控制器會立即發(fā)現(xiàn)，為了保護(hù)逆變器、變速風(fēng)機會與網(wǎng)格劃分，導(dǎo)致大范圍的電壓降，甚至影響整個系統(tǒng)。所以，風(fēng)電機組中的電壓，需要具有在并網(wǎng)點中的電壓，當(dāng)改機器組運行時，到達(dá)20%預(yù)定電壓能夠保持并網(wǎng)運行625ms的低電壓穿能力，可以很好的保證風(fēng)電機組運行的穩(wěn)定性。通過對風(fēng)電機組動態(tài)性電壓穩(wěn)定性進(jìn)行分析和研究，可以知道，風(fēng)電機組可以提高系統(tǒng)的極限切除時間；恒電壓控制與恒功率控制相比，有利于暫態(tài)后電壓的快速恢復(fù)，確保風(fēng)電機組的穩(wěn)定與安全。4結(jié)束語總而言之，在風(fēng)電機組運行的過程中，風(fēng)電機組的整體性和穩(wěn)定性起著非常重要的作用，不容忽視，要想保證風(fēng)電機組運行過程中的安全，就必須要對風(fēng)電機組的質(zhì)量進(jìn)行管理，確保風(fēng)電機組的穩(wěn)定性。這就需要各方面的共同努力，作為風(fēng)電機組制造行業(yè)，要有統(tǒng)一的制造標(biāo)準(zhǔn)和體系建設(shè)，確保設(shè)備的穩(wěn)定性，制造出質(zhì)量上乘的風(fēng)電機組，國家也應(yīng)該在運行管理、規(guī)劃建設(shè)、并網(wǎng)監(jiān)測等相關(guān)的方面制定出各種安全的標(biāo)準(zhǔn)，才能夠使得風(fēng)電行業(yè)有著更為安全穩(wěn)定的發(fā)展。參考文獻(xiàn)：馬少康耿華楊耕.基于功率跟蹤曲線切換的變速風(fēng)電機組虛擬慣量控制[J].電力系統(tǒng)自動化，2018（08）沈小軍付雪姣周沖成等.風(fēng)電機組風(fēng)速-功率異常運行數(shù)據(jù)特征及清洗方法[J].電工技術(shù)學(xué)報，2018（07）齊霞安磊張妍等.風(fēng)電機組功率曲線建模方法對比研究[J].可再生能源，2018（04）梁濤張迎娟.基于風(fēng)電機組功率曲線的故障監(jiān)測方法研究[J].可