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风力发电场的风电机组布局与性能优化研究随着对可再生能源的需求逐渐增加，风力发电成为一种重要的清洁能源之一。
风力发电场的风电机组布局以及性能优化是保障风力发电可靠性和效率的重要因素。
本文将重点研究风力发电场中的风电机组布局与性能优化的相关问题，并提出一些有效的解决方案。
一、风电机组布局的影响因素1. 风场资源分析：对于风力发电场而言，风场资源是决定其经济性和可行性的关键因素。
因此，在进行风电机组布局的过程中，必须充分考虑风场的资源分布情况，以确保风能的充分利用。
2. 地形条件：地形条件对于风力发电场的风电机组布局有着重要的影响。
不同地形条件下的风流动规律存在差异，因此需要根据地形特点确定最佳的风电机组布局。
3. 风电机组间距：风电机组之间的间距直接影响到风电场的产能和效益。
合理的机组间距能够避免机组之间的相互干扰，从而提高发电效率。
二、风电机组布局的研究方法1. 数值模拟模型：利用数值模拟方法，对风电机组布局进行模拟与研究，可以帮助分析风电场中风场分布规律，并预测风电机组的产能和效益。
数值模拟模型可以通过计算流体力学方法对风力发电场中的风场进行模拟，进而评估不同风电机组布局的优劣。
2. 实地观测与实验研究：通过在实际风电场进行实地观测和实验研究，可以获取实际运行中风电机组布局和性能优化的相关数据。
这些数据可以用于验证数值模拟模型的准确性，并指导风电机组布局与性能优化。
三、优化风电机组布局的策略1. 多参数优化方法：通过引入多个参数进行风电机组布局的优化，例如风场资源利用率、冲击损失、功率曲线平坦度等，可为风电机组布局提供多个考虑因素。
通过多参数优化方法，可以找到最佳的风电机组布局，以提高整个风力发电场的发电效率。
2. 多目标优化方法：根据不同的目标函数，设计多目标优化方法来优化风电机组布局。
以最大化发电效率、降低成本和减少对环境的影响为目标，通过寻找最优解的方法可以得到不同的优化投资组合。
3. 协同优化方法：风力发电场中的风电机组布局不仅涉及到单个机组的优化问题，还需要考虑到整个风力发电场的协同优化。
风电场有功与无功功率控制系统的数据分析与优化方法风电场是一种利用风能转化为电能的发电设备，正因为其具有环保、可再生等特点，近年来得到了广泛的关注和推广。
然而，由于天气条件的不确定性以及储能能力的限制，风电场在供电稳定性方面仍然存在一些挑战。
为了解决这个问题，有功与无功功率控制系统成为风电场运行中至关重要的一环。
一、风电场有功与无功功率控制系统的作用及原理风电场的有功功率是指风电机组所产生的有效功率，可以被电网直接采购和消耗。
而无功功率则是指在交流电网中，没有进行有用功率传输的电能，主要是用来维持电网的稳定运行和改善电能质量的。
有功功率和无功功率是风电场发电系统的两个重要指标，其合理控制和优化对于风电场的可靠性和功率输出至关重要。
风电场有功与无功功率控制系统的作用主要有两个方面。
首先，有功与无功功率控制系统可以确保风电场的电能输出稳定，并适应不同的电网条件。
当电网负荷需求大于风电场的发电能力时，有功控制可以提高有功功率的输出，满足电网的供电需求；而当有部分电网负荷由其他发电机组提供时，无功控制可以调节风电场的无功功率，以维持电网的稳定。
其次，有功与无功功率控制系统可以优化风电场的运行效率。
通过精确控制风电机组的转速和桨叶的角度，可以最大程度地捕获风能，并将其转化为有效的电能输出。
另外，通过合理控制风电机组的无功功率输出，可以改善电网的电压和频率稳定性。
风电场有功与无功功率控制系统的原理是基于风电机组控制器的智能化和自动化技术。
风电机组控制器通过对环境参数和电网条件的监测和分析，实时调整风电机组的工作状态和输出功率。
有功功率控制主要是通过调节风轮的桨叶角度和转速来改变风电机组的输出功率；无功功率控制则是通过调节发电机的励磁电流和无功功率因数来改变风电机组的无功功率。
二、风电场有功与无功功率控制系统的数据分析方法为了实现风电场有功与无功功率控制系统的优化，需要进行大量的数据分析和优化方法研究。
以下是一些常用的数据分析方法：1. 数据采集与预处理：首先需要在风电场中安装传感器来采集环境参数、电网条件和风电机组的运行数据。
风电场功率预测系统的实时调度与优化策略随着能源需求的增长和环保意识的提高，可再生能源的利用逐渐成为解决能源需求的重要途径。
其中，风能作为一种清洁且可再生的能源，得到了广泛的关注和应用。
然而，由于风速的不稳定性和不可预测性，风力发电场在实际运行过程中存在着一定的挑战。
为了更好地协调风电场的运行和电网的需求，实时调度与优化策略成为了风电场功率预测系统中的关键问题。
一、风电场功率预测系统的概述风电场功率预测系统是基于对风速数据的分析和模型建立，预测未来一段时间内风电场的发电功率，从而实现对风电场的实时调度与优化。
预测的准确性对于实时调度和优化决策具有重要意义。
一般来说，风电功率预测可以通过以下几方面的因素来进行分析和建模：1. 风速数据分析：通过对历史风速数据的统计和分析，可以得到风速的概率分布及其变化规律。
这对于选择适当的风速模型和算法有着重要的指导作用。
2. 外部环境因素：风速的变化除了与内部因素有关外，还受到一系列外部环境因素的影响，例如气象因素、地理位置、季节变化等。
考虑这些因素，可以提高预测模型的准确度。
3. 风电机组特性：不同风电机组有着不同的工作特性和性能指标，例如启动风速、切入风速等。
这些特性对于发电功率的预测具有一定的影响，需要在模型中予以考虑。
二、实时调度策略实时调度在风电场的运行过程中起着至关重要的作用。
通过实时收集和分析风速数据，可以及时调整风电机组的工作状态，以实现最优的发电功率输出。
下面介绍几种常用的实时调度策略：1. 基于强化学习的调度策略：强化学习是一种通过与环境的交互来学习最优行为的方法。
在风电场中，可以通过建立动态规划模型，将风电场的状态和功率输出作为状态和动作空间，通过强化学习算法，不断迭代优化发电功率输出。
2. 模糊控制调度策略：模糊控制是一种基于模糊逻辑推理的控制方法。
在风电场中，通过建立模糊规则库，将风速、风电机组状态等作为输入，发电功率作为输出，通过模糊推理来实现对发电功率的调度。
风电场风电机组优化有功功率控制的研究2017年度申报专业技术职务任职资格评审答辩论文题目：风电场风电机组优化有功功率控制的研究作者姓名：李亮单位：中核汇能有限公司申报职称：高级工程师专业：电气二Ο一七年六月十二日摘要随着风电装机容量的与日俱增，实现大规模的风电并网是风电发展的必然趋势。
然而，由于风能是一种波动性、随机性和间歇性极强的清洁能源，导致风电并网调度异于常规能源。
基于此，本文将针对风电场层的有功功率分配开展工作，主要工作概括如下：(1)对风电机组和风电场展开研究，分析风力发电机组运行特性、风力发电机组控制策略、风电场的控制策略。
(2)提出了一种简单有效的风电场有功功率分配算法，可以合理利用各机组的有功容量，优化风电场内有功调度分配指令，减少机组控制系统动作次数，平滑风电机组出力波动。
(3)优化风机控制算法后，通过现场实际采集数据将所提方法与现有方法进行了比较，验证了所提方法的合理性。
关键词：风电机组、风电场、有功功率控制、AGCAbstractWith increasing wind power capacity, to achieve large-scale wind power is an inevitable trend of wind power development. However, since the wind is a volatile, random and intermittent strong clean energy, resulting in wind power dispatch is different from conventional energy sources. And the wind farm is an organic combination for a large number of wind turbines, wind farms under active intelligent distribution layer hair is also included in the grid scheduling section. Based on this, the active allocation and scheduling for grid scheduling side active layer wind farm work, the main work is summarized as follows:(1)Wind turbines and wind farms to expand research, in-depth analysis of the operating characteristics of wind turbines, wind turbine control strategy, control strategies of wind farms.(2)This paper proposes a simple and effective wind power active power allocation algorithm, can reasonable use each unit capacity, according to the optimization of wind farms in active dispatching command, decrease The Times of turbine control system action smooth wind power output fluctuation unit.(3)After optimization of the fan control algorithm, through the practical field data collected will be presented method are compared with those of the existing method, the rationality of the proposed method was verified.Keywords:wind turbine, wind farm, active power control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 有功功率控制的现状 (1)第2章风力发电机组及风电场有功控制基础 (2)2.1 风力发电机组运行原理 (2)2.1.1 风电机组的组成 (2)2.1.2 风电机组数学模型 (2)2.1.3 风力发电机组运行特性 (8)2.1.4 风力发电机组控制策略 (9)2.2 风电场有功功率控制 (10)2.2.1 风电场的基本结构 (10)2.2.2 风电场的控制策略 (11)第3章风电场内有功功率控制策略 (13)3.1 风电场有功功率控制的基本要求 (13)3.2 风电场有功功率工作模式 (13)3.3 风电场有功功率控制状态 (14)3.5 风电场实测数据对比 (15)3.5.1 风电场电气接线 (15)3.5.2 单台风力发电机组测试 (15)第4章结论 (19)参考文献 (20)第1章绪论1.1 课题研究背景相比于常规的火电和燃气电站，风电场的有功调节能力十分有限。
风电集群有功功率控制及其策略摘要：随着我国电网事业的发展，风力发电已经成为主要的方式之一，我国生产任务量大，因此对能源的需求也具有更进一步的要求，采用集中化的管理可以在一定程度上降低能源的消耗，即使在远距离的环境中，也可以进行有效的输送，在这一发展任务中，风能的合理化开发与利用已经成为当前工作的中心任务，基于此，本文主要对风电集群有功功率控制及其策略进行分析探讨。
关键词：风电集群；有功功率；控制策略1前言近些年来，随着我国电力用户的不断增加，我国电网事业也获得了迅猛发展。
风力发电作为新时期的主要方式之一，对其进行集中化管理可以最大程度的降低能源的不合理消耗。
因此，当前阶段，我国电力行业发展的主要任务就是对风能进行合理的开发和利用，更好的满足社会发展对电力生产的需求。
２风电集群有功功率控制系统２.1系统总体结构类似于常规电源的能量管理系统（ＥＭＳ），风电集群有功功率控制需依托相应的控制平台实现。
某省原有风电调度自动化系统的电网侧风电调度包括节能调度计划子系统（负责下发风电日前／滚动计划出力曲线）和运行控制子系统（负责下发风电实时控制指令）两个部分；风电场侧控制则包括风电场有功控制和无功控制两个部分。
这里根据上文所述风电集群有功功率分层控制思想，给出一套风电集群有功功率控制系统和信息集成设计方案，系统整体架构如图1所示，由于风电场的低电压穿越能力、动态无功补偿能力、运行中的电压等信息影响着集群的有功控制，故在系统架构和通信接口设计中计及了必要的自动电压控制（ＡＶＣ）模块和无功功率／电压信息。
风电集群控制主站是实现集群分级协调控制承上启下的关键环节，其有功控制功能由风电集群有功调度和风电场信息采集构成。
图1 风电集群有功功率控制系统整体架构１）风电信息采集风电信息采集模块实现集群所辖区域内风电场和分散风电机组运行数据的收集与上传，综合指令的下发与文件的传输，将风电集群作为一个整体呈现给集群主站，为智能调度提供基础信息。
浅谈新能源风力发电及其功率控制摘要：作为一种可再生的清洁能源，新能源风力发电具有良好的经济、环境效益。
与传统能源相比，风能的开发利用成本低且环保安全。
所以为提高风力发电水平，本文详细论述了新能源风力发电及其功率控制。
关键词：新能源风力发电；要点；功率控制风力发电作为一种环保、清洁的分散型电源，被称为绿色电力，其在发电中清洁、环保、无污染，所以风力发电对保护环境和改善能源结构意义重大。
风力发电的快速发展不仅减少了对石油、煤炭等化石能源的依赖及环境污染，还促进了区域经济增长。
它是现代社会最成熟、最高效的能源转换技术之一，具有无可比拟的优势。
一、新能源风力发电原理新能源风力发电是指通过风力发电机将风能转化为电能的技术。
风力发电过程是通过机械能将风能转化为电能的过程，将风能转换为机械能的过程由风轮实现，将机械能转换为电能过程通过风力发电机及其控制系统实现。
在该过程中，大多数风力发电机是水平轴式风力发电机，由多个部件组成，包括叶片、轮毂、增速齿轮箱、发电机、主轴、偏航装置、控制系统、塔架等。
二、风力发电的特点风力发电从其动力资源、风电转换系统及其设备、系统运行特性到电功率输出、从技术到经济方面都不同于常规发电。
1、优点。
①风能资源储量丰富。
如加大对风能的开发与利用，将来有可能取代火力发电，并能满足部分或大部分对电力需求大的国家。
②风能是可再生资源。
目前，地球上可利用的常规能源如煤炭、石油等日益匮乏，若干年后就会枯竭，但风能却是可再生资源，能无限利用。
③清洁无污染。
风力发电不产生二氧化碳等污染气体，且降低全球的二氧化碳排放量，使温室效应得到有效控制，有利于全球生态环境的保护。
④投资少，回报快。
一户可配套微型风电装置，一村可兴建小型风电装置，若是大型的风电场，可由国家、集体或个体企业负责合股建造，几年内即可收回成本。
⑤施工周期短。
安装一台就可投产一台，三个月就可运输安装单台风力机，一年内就可建造IOMW级的风电场。
风电场有功与无功功率控制系统的调度与维护近年来，随着全球能源危机的加剧以及环境保护的迫切需求，可再生能源逐渐成为全球能源发展的重要方向之一。
作为其中的重要组成部分，风能通过风力发电为人类提供了清洁、绿色的电力资源。
然而，由于风力的不可控性和不稳定性，风电场的有功与无功功率控制成为了风电发展中的一大挑战。
本文将深入探讨风电场有功与无功功率控制系统的调度与维护。
首先，风电场有功与无功功率控制系统的调度是指综合利用风能资源，保证风电场的有功和无功功率的平衡，实现电网稳定和电能质量的要求。
在风电场的调度中，需要兼顾风电机组的发电产能与电网的需求。
有功功率调度主要涉及发电机组的运行控制策略，以保证风电场的有功功率输出满足电网的负荷需求。
无功功率调度则是通过调节并控制风电场的无功功率输出，以维持电网的电压稳定。
因此，风电场有功与无功功率控制系统的调度是风电场正常运行的关键。
在风电场调度过程中，有功功率控制是维持电网运行稳定的核心。
其中，对风电机组的出力进行控制是影响有功功率输出的关键因素。
通常，一个风电场由多个风电机组组成，每个风电机组由一个或多个风力发电机组成。
为了实时掌握风电机组的运行状态，调度员需要关注风速、发电机组的性能特点、各机组之间的配合等因素。
根据电网的需求以及预测的风速变化，调度员会对风电机组的出力进行动态调整，保证风电场的有功功率的稳定输出，满足电网的负荷需求。
此外，风电机组的启停也是调度员重要的工作之一，根据电网负荷情况以及风电机组的可用性，合理安排机组的运行状态，确保风电场的有功功率的稳定调度。
除了有功功率的调度外，风电场的无功功率调度同样重要。
无功功率调度的目的是通过合理调整风电场的无功功率输出，维护电网的电压稳定，同时减少无功功率对电网损耗的影响。
在风电场的无功功率调度中，调度员需要根据电网电压的变化情况以及其与无功功率之间的关系，调整风电场的无功功率输出。
通过控制风电机组的无功功率，调度员可以合理维持电网的电压稳定范围，防止电网电压异常波动，保证供电质量和电网的安全稳定运行。
浅论风电机组功率曲线的优化措施摘要：本文通过分析风电机组实际功率曲线与标准功率曲线的差异，介绍了采用叶片加装涡流发生器案改善风电机组功率曲线的方法，为以后的改造提供了思路和解决方案。
关键词：与标准功率曲线的差异；现状；优化措施一、风电机组实际功率曲线与标准功率曲线的差异根据风力发电机在一段时间内输出功率和同一时刻的风速之间的对应关系，就可以得到风电机组的实际功率曲线，比较理想的状态则是单独设立一套独立的检测系统，记录机组的功率数据，同时测量环境气温、大气压力和环境风速等各种环境参数，根据记录的数据，测绘出风电机组的实际功率曲线，以此同时，根据环境气温、大气压力对实际功率曲线进行修正，观察机组实际功率曲线与标准功率曲线的差异是否属于正常范围。
在实际工作中，由于受现场条件和机组数量较大的限制，多利用机组控制系统的测量数据，通过中央监控系统进行记录，这种方式存在两种缺点：一是多数风力机的风速仪位于叶轮的后部，风速的测量准确度受到影响，其次机组控制系统没有环境气温和大气压力等环境参数的测量或是所得到的测量值不准，需要补充其他辅助装置进行数据的补充。
因此，采取这种方法分析处理得到的机组实际功率曲线应允许有一定的误差。
二、风电机组功率曲线现状由于各种原因，不少业主对功率曲线有着“严格”的要求。
为了达标，厂家只有采取多种修正方式。
如果一个风电场（如：33台机组）同一机型的每一台机组，不需要严格的限制条件就能在每个时段、每个风速段上生成的功率曲线都符合合同约定，在合同要求之上。
那么，其功率曲线可能是采取多种措施或手段进行了修正。
而这种“修正”往往既不利于良好地反映机组性能，又不利于机组维修和调整。
有的甚至因对功率曲线的过度调整而危及部件寿命，增加故障几率等。
由某国外机组的功率曲线数据可知（见表1、表2），提高机组的额定功率可以降低其满负荷风速。
如为了降低功率曲线上的满负荷风速，减小湍流强度对功率曲线的不利影响，不顾及设备安全，过度地调高机组额定功率，势必增加变频器、发电机等部件的故障几率。
2017年度申报专业技术职务任职资格评审答辩论文题目：风电场风电机组优化有功功率控制的研究作者姓名：李亮单位：中核汇能有限公司申报职称：高级工程师专业：电气二Ο一七年六月十二日摘要随着风电装机容量的与日俱增，实现大规模的风电并网是风电发展的必然趋势。
然而，由于风能是一种波动性、随机性和间歇性极强的清洁能源，导致风电并网调度异于常规能源。
基于此，本文将针对风电场层的有功功率分配开展工作，主要工作概括如下：(1)对风电机组和风电场展开研究，分析风力发电机组运行特性、风力发电机组控制策略、风电场的控制策略。
(2)提出了一种简单有效的风电场有功功率分配算法，可以合理利用各机组的有功容量，优化风电场内有功调度分配指令，减少机组控制系统动作次数，平滑风电机组出力波动。
(3)优化风机控制算法后，通过现场实际采集数据将所提方法与现有方法进行了比较，验证了所提方法的合理性。
关键词：风电机组、风电场、有功功率控制、AGCAbstractWith increasing wind power capacity, to achieve large-scale wind power is an inevitable trend of wind power development. However, since the wind is a volatile, random and intermittent strong clean energy, resulting in wind power dispatch is different from conventional energy sources. And the wind farm is an organic combination for a large number of wind turbines, wind farms under active intelligent distribution layer hair is also included in the grid scheduling section. Based on this, the active allocation and scheduling for grid scheduling side active layer wind farm work, the main work is summarized as follows:(1)Wind turbines and wind farms to expand research, in-depth analysis of the operating characteristics of wind turbines, wind turbine control strategy, control strategies of wind farms.(2)This paper proposes a simple and effective wind power active power allocation algorithm, can reasonable use each unit capacity, according to the optimization of wind farms in active dispatching command, decrease The Times of turbine control system action smooth wind power output fluctuation unit.(3)After optimization of the fan control algorithm, through the practical field data collected will be presented method are compared with those of the existing method, the rationality of the proposed method was verified.Keywords:wind turbine, wind farm, active power control目录摘要 (I)Abstract................................................................................................................. I I 第1章绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 有功功率控制的现状 (1)第2章风力发电机组及风电场有功控制基础 (2)2.1 风力发电机组运行原理 (2)2.1.1 风电机组的组成 (2)2.1.2 风电机组数学模型 (2)2.1.3 风力发电机组运行特性 (7)2.1.4 风力发电机组控制策略 (8)2.2 风电场有功功率控制 (9)2.2.1 风电场的基本结构 (9)2.2.2 风电场的控制策略 (10)第3章风电场内有功功率控制策略 (11)3.1 风电场有功功率控制的基本要求 (11)3.2 风电场有功功率工作模式 (11)3.3 风电场有功功率控制状态 (12)3.5 风电场实测数据对比 (12)3.5.1 风电场电气接线 (12)3.5.2 单台风力发电机组测试 (13)第4章结论 (16)参考文献 (17)第1章绪论1.1课题研究背景相比于常规的火电和燃气电站，风电场的有功调节能力十分有限。
从理论上风电场有功调节方式主要有两种①停风电机组[1]，②风机控制系统[2]。
风电场进行功率调节时，有功功率调节速率较快，当风速变化较大时存在超调的现象；风电场功率控制波动较大，有功功率实际值不能理想的跟踪风电场设定值，稳定性有待提高；风电场有功功率调控响应时间较长，在风速急速上升时，实际功率上升缓慢，从而使得部分风机发电功率与风速不一致。
据相关研究，通过停风电机组实现风电场有功调节将大幅增加运行成本[3]。
相对而言，通过优化风机控制算法实现输出功率控制的风机控制系统具有较低的运行费用。
因此，根据风电场所处的地理环境和实际风况条件，优化有功功率控制系统，提高整个风电场风机有功出力控制的稳定性和实时性，使功率控制达到预定要求，是目前亟待解决的。
1.2 有功功率控制的现状数据采集和安全监控系统(SCADA)是自动发电控制系统(AGC)系统的基础，作为自动发电控制系统(AGC)的工作平台。
在AGC的实现过程中，由数据采集和安全监控系统实现对各AGC机组、系统运行频率等参数的实时监控和信息扫描，并将实时采集的数据存放于实时数据库，供给自动发电控制系统的负荷频率控制算法调用生成相应的负荷调整命令。
降低风电场有功功率的多变性和随机性，提高风力发电并网容量，实现常规机组与风电场协调发电一直是目前研究的热门，陈宁等人通过研究AGC机组的优化调控策略，以AGC机组优化协调配合风力发电机组正常范围内的有功功率波动，提高风电并网质量[4]。
刘峻、周喜超基于超短期风电功率预测和等耗量微增率理论，创造性的将风电场纳入到AGC控制过程，提出了包含风电场的电力系统有功功率调度模式[5]。
大型风电场的并网运行是未来风电发展的方向和热点。
解决大型风电场的并网问题将大大促进风电的发展，提高清洁能源的使用能力。
针对性研究电场层各个风机有功出力控制和分配的文献偏少。
从电网角度对风电场的电力调度理论研究偏多，但从工程实际对现有的调度系统的测试运行实践总结较少。
第2章风力发电机组及风电场有功控制基础2.1风力发电机组运行原理2.1.1风电机组的组成双馈风电机组的基本结构如图2.1所示，双馈风力发电系统主要构成部分由风力机、传动结构、发电机、变桨伺服、控制器构成。
风力发电机主要的工作流程为风驱动风轮低速旋转，将风的动能转化为风轮机械能，通过齿轮箱对较低的风轮转速进行增速，以增速后的动力驱动发电机，应用变流器励磁发电，最后将定子产生的电能输送到电网。
传动结构齿轮箱主要的目的是对风轮转速进行增速，从而提升发电机可控制性，保证风力发电机输出电能的频率和电压。
风电场所有风机的整体出力受到风力资源的随机特性影响，由于大规模风电场的并网给电网的调度及电能质量等带来很大影响，所以要求风电场发电功率能按照调度要求进行调节。
为了从电网侧对风电场优化风力发电场的电力调度，将从风力发电场的基本结构出发，对风力发电机的有功功率控制策略进行研究[6]。
电网发电机变流器控制器变桨伺服传动结构风力机图2.1双馈风电机组的基本结构2.1.2风电机组数学模型2.1.2.1风轮的模型风电机组变桨距技术就是对叶片和轮毂间的联结采用非刚性的联结技术，使风电机组的叶片可以实现绕叶片纵梁进行桨距角调节，攻角可以实现一定范围内的变化，实现在各种风速下的最大风能吸收能力，使输出功率达到最大。
风电机组输出功率与吸收的风能之间的关系见式2-1：P=12ρπC p R2V3(2-1) 式中，P——风电机组输出功率；ρ——当地空气密度；C p——风电机组风能利用系数；R——风电机组风轮半径；V——风轮风速。
风轮将捕捉到的风能转化为动能，通过传动链进行能量传递，能量传递如表达式2-2所示：P m=T∙ω=P(2-2) 式中：P m——能量传递中的机械能；T——风电机组的扭矩；ω——风电机组的角速度。
由式2-1、式2-2得式2-3：ω=12ρπC p R2V3/T(2-3) 由于风力机的扭矩T是由风力机负载所决定，对于一定的风力机负载，当风电机组风速V恒定时，由于当地空气密度ρ和风电机组风轮半径R为常量，因此，风能利用系数C p决定了风力机角速度，风力机角速度正比于风电机组风能利用系数，即ω∝C P。
当风轮起动并稳定旋转后，假设气流为理想状态下的气流，对特定稳定风速下的叶片进行受力分析，可以得到以下关系式：I=i+β(2-4)tg I=vωr =1λ（2-5）式中：I——理想状态下的气流流入角；i——攻角；β——风电机组风轮桨距角；λ——叶尖速比。
根据力平衡，可得：T=12ρC T v2AR(2-6)ωr=vsinI(2-7)C T=C L（sinI−1L pcosI）sin2I(2-8)式中：C T——风电机组扭矩系数；A——风电机组风轮迎风面积；R——风电机组风轮半径；ωr——风电机组风轮叶片相对角速度；其中，风力机风轮的升力系数C L和升阻比C L/C p由风力机风轮叶片攻角直接影响决定，对于一定风力状态下运行的风电机组，风力状态不变即风速和风向不变，风电机组此时合成风速ω和入流角I为定值，升力系数C L将随着攻角i的增大而增大，即升阻比C L/C p将随着攻角i的增大而增大，根据上式（2-8），风电机组扭矩系数C T 将随着攻角i的增大而增大。
