风电场发电量计算功率曲线选择方法之一 —— 测试功率曲线不宜直接使用

  风电场开发过程中，在设备招投标阶段，风电机组选型是其中最重要的工作之一。为了能够更好的保证风电场运营期的收益，机组选型时除了关注一定要考虑的机组安全性和可靠性以外，机组发电性能好坏就成为另一个关注的焦点。通常在机组选型时希望根据机组功率曲线和拟建风电场的实际环境条件对风电场机组发电量进行足够准确的估算，这样不仅有利于做准确的投资收益分析，同时更有助于更客观、公正、科学地开展机组选型，遴选出最适合于拟建项目的风电机组。

  （2）动态功率曲线：考虑风速的变化，对机组模型进行动态仿真计算得到的功率曲线，动态功率曲线考虑了风速变化时机组控制管理系统的响应，并且可针对不一样的环境条件计算出相应的功率曲线。相比于稳态功率曲线，能够更准确的反应机组在实际环境条件下的发电性能，在目前的机组招投标中有不少采用该类功率曲线）测试功率曲线：由具有资质的第三方试验室，按照相关的测试标准开展功率曲线测试，并出具第三方功率曲线测试报告。由于理论功率曲线通常由设备厂商计算提供，真实性很难保证，而测试报告具有客观性，因此目前在机组招投标中也有直接采用测试功率曲线或将测试功率曲线作为评价参考的。

  目前IEC61400-12要求测风设备（测风塔）距离机组2~4倍的风轮直径（D），如图1，并且推荐选择2.5D是一个较为合适的距离。但即使如此，按照IEC61400-12标准，2.5D距离在平坦地形导致的气流畸变而引起的风速测量误差也有2%。对于复杂地形，这个测量误差会更大，因此复杂地形的风速测量需要做场地标定修正，来降低这个误差，但场地标定修正的引入最终会导致总的不确定度相对平坦地形更大。

  除了场地畸变引起的风速偏差，测风仪器的精度也会对测试结果有很大的影响。目前大多数测风是通过安装风杯式测风仪的测风塔来进行。国内计量检定机构现行的针对风杯式风速仪的检定方法，主要考虑了其气象测风的用途，未考虑其功率曲线测试的用途，因此，没有按照功率曲线测试的要求对风杯式风速仪进行检定，但两者的精度要求不同，后者要求更高。而这个检定带来的误差同样会传递至整个风速的测量。此外，风速计的测量精度还受不同的风速、入流角、湍流度等影响，这将作为风速计运行特性予以考虑。按照IEC61400-12标准，即便采用按照功率曲线测试要求做检定后的风速仪进行测风，测风设备的精度的误差一般仍有1%~3%。

  风速测量对功率曲线的影响，除了本身的不确定较大外，还有一个主要的因素是风速对功率的敏感系数很大。两个变量之间的敏感系数为两个变量变化量的比值，即局部斜率，具体计算公式如式（1）：

  注：式（1）用的是向前差分的方式，也能够正常的使用向后差分或者中心差分的方式。

  （1）表中给出的不确定度均为标准不确定度，即以测量结果一倍标准差表示的测量结果不确定度。若假定偏差服从正态分布，则测试结果与真实结果的偏差在标准不确定度内的概率约为68.2%；需要说明的是：

  （2）本表将测试的不确定度转化为相对形式，以更为直观，并有助于方便计算；

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