[发明专利]一种考虑风向影响的风电机组输入风速等效方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种风速建模方法，特别涉及一种用于风电场并网分析的风电机组输入风速的建模方法。

背景技术

风力发电是通过风电机组将风能转换成电能的能量转换方式，风是风电机组的动力来源。由于风的随机性、间歇性、波动性和不可控性等自然特性引起风电机组输出功率的随机波动，这种波动无论对风电机组本身还是对与之相连的电力系统，都将产生一定程度的影响。随着我国近年来风力发电的快速发展，进行风电场接入电力系统的研究和评估、开展系统及关键节点接纳风电能力的研究是当前风电发展中迫切需要解决的重要问题。而研究风电场简化等值方法，建立风电场的动态模型并在电力系统分析软件中的实现，是开展风力发电相关研究的一个重要课题。在风电场简化等值过程中，作为风力发电动力来源的风的等效模拟又是这一重要课题的基础部分。

风包括风速和风向，它们对风电机组和风电场输出特性的影响主要表现在以下方面：

(1)风速和风向对风电机组输出功率的影响

风通过风力机叶轮的气流如图1(a)所示。风力机从自然风中获取的功率为：

P=12ρCpAv3(t)---(1)]]>

其中，v(t)为叶轮前方垂直叶面的风速，A为叶轮面积，ρ为空气密度，C_p为风能利用系数。假设任意方向的风吹向风力机叶片的示意图如图1(b)所示，V(t)为速度，γ(t)为风向，风信号可表示为V·(t)=V(t)cosγ(t)+jV(t)+sinγ(t),]]>则风力机从风中获取的功率为：

P=12ρCpAv3(t)=12ρCpA[V(t)cosγ(t)]3---(2)]]>