静态功率曲线与动态功率曲线差异对比

　　所以，我们在通过实际运行功率曲线考察风电机组性能时，应当考虑影响功率曲线的多种因素，并对环境、障碍物等影响因素给以严格的限制条件。根据负载的性质，负载的大小以及风电机组安装现场的风速、风向、地形等情况的不同，风电机组的功率曲线是一组而不是一条。也就是说，同一风电机组会因条件（如：时间、季节、位置、限负荷等）的改变形成一系列不同的功率曲线。
　　二、采用61400-12标准考核风电机组功率曲线所存在的问题
　　随着中国风电产业的迅猛发展，装机总量突飞猛进，越来越多的业主开始对风电机组功率特性进行测试。风电机组功率特性测试一般按照IEC61400－12－1进行。
　　风电机组的功率特性主要体现在机组的功率曲线、年发电量及功率系数。影响风电机组功率特性的主要外界因素有地形、空气密度、大气压强及风况等。进行功率特性测试应收集足够数量且覆盖一定风速范围和大气条件变化的数据，以精确地确定风电机组的功率输出特性。
　　（一）采用IEC61400－12评估实际运行功率曲线的难点
　　IEC61400－12标准规定了功率曲线的测量评估方法。有如下要求：
　　（1）风速、电功率传感器应具有一定的采样频率和测量精度。
　　（2）要求对机位的地形条件进行评估，排除地形、障碍物对风电机组出力的影响。
　　（3）要求搭建标准的测风塔来测量风电机组的来流风速，并对测风塔测量的扇区进行规定，即保证测风塔测出的是被测机组的来流风速，而不是尾流。
　　（4）要求在计算平均风速时，考虑空气密度对风能的影响，要求进行风速修正，即修正到标准空气密度。
　　（5）评估方法是按照10mins的统计平均值来进行，即计算风电机组正常运行的每个10mins时间段内的平均风速、平均功率，再按照所有的10mins平均风速大小来排列分类，按照0.5m/s区分1个区间。最后在每个区间内再计算平均风速、平均功率，以此作为功率曲线的数据点。
　　（6）要求在每个0.5m/s内测到的10mins平均风速、功率数据，应超过规定的数据量。
　　（7）要求对测量的不确定度进行评估。
　　由以上的规定条件和测定要求可知，功率曲线现场测试是相当复杂的。虽然，实际风电机组监控系统功率曲线的绘制方法是根据相应的国际标准进行，但风速、电功率采用的是机组自身的传感器，其测量精度难以达到IEC61400－12中相关标准的要求；没有排除地形、障碍物对功率曲线测量的影响；也没有对空气密度进行准确地修正。因此，风电场机组所形成的功率曲线难以准确反映风电机组的实际性能。
　　（二）采用IEC61400－12－1标准评估实际运行功率曲线实际操作存在的问题
　　依据IEC61400－12－1进行风电机组功率特性测试，可以较为准确地评估出机组的运行状态估算出年发电量，通过进一步分析可以发现机组存在的问题。但通过对风电机组功率曲线实际测试过程的总结，发现以下几点问题：
　　（1）依据IEC标准进行功率特性测试虽然准确地评估出单台机组的运行状态，但耗费了大量的人力物力及时间，如何准确、快速、低成本地测试风电场所有机组的性能是一个亟待解决的问题。
　　（2）IEC标准采用10mins内的平均风速，但是在额定风速处曲线较为平滑，相对准确地确定额定风速存在一定难度。
　　（3）IEC标准在估算年发电量时采用的是瑞利分布，若采用风电场实测数据进行威布尔曲线拟合，此时估算的年发电量或为更加准确。
　　（4）国内风电场的地形普遍比较复杂，对于已投产后的风电机组如何进行场地标定是需要研究解决的问题。
　　（三）采用IEC61400－12－2标准评估风电机组运行功率曲线所存在的问题
　　在接近满负荷发电时，湍流强度对机组功率曲线影响较大，如图4所示。 　　因此，IEC61400－12－2标准特别阐述了湍流强度对功率曲线的影响。湍流导致风电机组在低风速段的实际功率曲线优于静态功率曲线；在高风速段，特别是额定风速段，实际的湍流功率曲线比静态功率曲线差。机组实际功率曲线的满负荷发电风速远高于静态功率曲线上的满负荷风速，如图1和图2所示。
　　风电场的瞬时风速与瞬时风能是不断变化的，而风能与风速的三次方成正比。因此，当采用一段时间内的平均风速和平均风能相对应时，其结果为：相对应的风速、风能与风电场实际情况是不一致的，后者高于前者。由此，在低风速段，动态功率曲线优于静态功率曲线。