考虑湍流及MPPT跟踪动态的风力发电出力评估

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随着全球经济的高速发展,使得化石燃料储量的急剧减少,而且传统能源带来了严重的环境污染。新型清洁能源的发展刻不容缓,风能正是一种便于开发利用的清洁能源,在进行风力发电场的年发电量计算等场景中,都涉及到了风力发电出力的计算,为了更精确的计算湍流影响下的风力发电机的出力,论文对考虑湍流及MPPT跟踪动态的风力发电出力进行研究。  首先,对湍流的形成和风速的特性进行了研究,并且得出了湍流风速的数学模型,同时基于风力发电机的特性以及贝兹理论,构建了基于Matlab/FAST的风力发电机的仿真模型。为了研究湍流强度的变化对风机出力的影响,针对不同的湍流等级分别进行仿真计算,并得出了湍流强度的变化对风机出力有较大影响的结论。  为了考虑湍流对风功率曲线的影响,论文提出一种考虑湍流的动态风功率曲线的风机出力计算方法。传统的风功率计算是依据风功率曲线,通过输入风速得到相应的风机输出功率,本文针对不同的湍流参考值分别仿真分析,得到考虑湍流强度的风功率曲线,也即是动态功率曲线。基于Matlab/FAST软件进行了仿真,得到20小时的风速和功率数据,分别基于静态功率曲线和考虑湍流的动态功率曲线进行风机出力计算。通过仿真验证了本文提出的考虑湍流的动态功率曲线的风机出力计算方法误差更小、计算效果更好。
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