基于运行数据的风力发电机组功率特性分析

风力发电机组发电性能分析与优化摘要：目前我国经济水平和科技水平发展十分快速，风力发电是我国的主要能源。

人们能源需求量的逐渐增加，风力发电由于具有清洁、环境效益好、可再生、装机规模灵活、运维成本低等优点，受到广泛应用，风力发电技术也得以快速发展。

但多数机组在实际运行中的发电能力与项目建设可行性研究报告理论发电小时数相差较大，不能达到项目预期，经营收益低于期望值。

基于此，本文从风电机组运行性能评价、硬件改造和软件控制策略优化三个方面研究提升风电机组发电能力的方法，通过强化功率曲线、能量利用率对标分析和实施增效技改措施全面提升发电量。

关键词：风力发电；增效技改；性能评价引言风电作为我国能源结构的重要组成部分，风力发电的经济性受到越来越多的关注，随着风电在能源供应中的比例日益增大，各大风电运营企业不断提高成本意识，致力于减少风电与传统电力间的成本差异，推动产业发展。

对于已投运的风电项目，其运营效率的提高、风机质量和维护水平的提升等都能够起到降低风电成本的作用。

不同风电场根据各自的风资源情况选取相应类型的风电机组。

如果风电场在运营期间的风速低于可研风速，或所用机组与风资源情况不匹配，则会给风电场带来较大的损失。

针对这些风场的风电机组，如何通过能效分析和技术改造，优化、改善机组发电能力，使其能够吸收更多风能、提升发电能力、提高经济效益就显得非常重要。

1风力发电机发电性能评价性能评价主要针对风电机组的性能构建评价体系，并定期进行统计分析，通常包括发电量、利用小时数、设备可利用率、损失电量、远动率、弃风率、能量利用率等，以便定位风电场发电量损失原因，发现设备性能、健康状态以及运行管理等方面存在的问题。

性能分析的核心在于找到实际发电量与理论可发电量的差距，并进行细化，因此风资源测量的准确与否，是机组性能分析的关键影响因素，应利用激光雷达测风仪等校验装置，对不同厂家、不同机型风电机组机场测风设备进行校正，在此基础上开展在线的性能分析。

风力发电机组的性能研究与参数优化一、引言风力发电是一种可再生能源，具有清洁、绿色、可持续的特点，因此在减少对环境的污染和应对能源危机中具有重要意义。

风力发电机组作为风力发电系统的核心组件，其性能对整个发电系统的效率和可靠性有着决定性的影响。

本文旨在研究风力发电机组的性能，并优化其参数，以提高发电系统的效率和稳定性。

二、风力发电机组的性能研究1. 动力学性能研究：通过对风力发电机组在不同风速下的转速-风速特性曲线的测量和分析，可以得到风力发电机组的响应速度、最大功率点和启动风速等参数，从而了解其动力学性能。

2. 发电性能研究：通过测量风力发电机组的电压、电流和发电机转速等参数，分析风力发电机组的输出功率、电能产量和发电效率，并绘制功率-风速曲线，以评估其发电性能。

3. 转动特性研究：通过对风力发电机组的转动状态进行监测和分析，了解其转速的稳定性、振动情况和转动噪声，并探讨这些因素对发电系统的影响。

三、风力发电机组的参数优化1. 桨叶设计优化：风力发电机组的桨叶是转换风能为机械能的重要部件，其形状、材料和数量等参数对发电机组性能有着重要影响。

通过优化桨叶的设计，可以提高风能的捕捉效率，增强风力发电机组的动力性能。

2. 增强型控制系统：风力发电机组的控制系统包括发电机组运行控制、轴向力控制和转矩控制等。

通过引入先进的控制算法和传感器，可以提高发电机组的稳定性和可靠性。

3. 优化系统布局：合理的发电机组布局可以减小机组之间的相互遮挡效应，降低发电系统的损耗和风阻。

通过优化系统布局，可以提高整个发电系统的发电效率。

4. 基础结构优化：风力发电机组的基础结构直接影响其稳定性和抗风能力。

通过优化基础结构的材料和形状，可以提高风力发电机组的机械强度和稳定性。

四、结论通过对风力发电机组的性能研究和参数优化，可以提高整个风力发电系统的效率和可靠性。

优化桨叶设计、增强控制系统、优化系统布局和基础结构，可以有效提高风力发电机组的发电性能和稳定性。

风力发电机组性能分析与优化设计随着人们对可再生能源的需求日益增长，风力发电作为一种高效且环保的能源形式，受到了广泛的关注和应用。

而风力发电机组作为风力发电系统的核心部件，其性能分析与优化设计对于提高能源利用效率和降低成本具有重要意义。

本文将对风力发电机组的性能进行深入分析，并提出优化设计的方法。

一、风力发电机组性能分析1. 功率曲线分析：风力发电机组的功率曲线是描述其在不同风速下输出功率的关系曲线。

通过对功率曲线的分析，可以了解不同风速下风力发电机组的运行状态和效率。

在设计阶段，需要根据当地的风速数据和气象条件，合理确定风力发电机组的额定风速和切入风速，以获得最大的能源输出。

2. 发电效率分析：发电效率是衡量风力发电机组输出能源利用效率的重要指标。

通过对发电效率的分析，可以发现机组运行过程中的能量损失和改进空间。

提高发电效率可以增加系统的经济效益，并减少对自然资源的依赖。

3. 噪音分析：风力发电机组运行时会产生噪音，对周围环境和生活居民产生一定的影响。

通过对噪音的分析，可以确定机组的噪音水平，并提出相应的控制措施。

减少噪音对于保护环境和提升机组的社会接受度具有重要意义。

二、风力发电机组优化设计1. 叶片设计：叶片是风力发电机组的核心部件，直接影响到机组的转速和发电效率。

通过对叶片的形状、材料和结构进行优化设计，可以提高机组的转动效率，降低噪音和振动，增加机组的寿命。

2. 控制系统设计：风力发电机组的控制系统对机组的性能和稳定运行起到至关重要的作用。

优化设计控制系统可以实现风速跟踪和机组变桨控制，提高机组的适应性和动态性能。

此外，通过合理的控制策略可以最大限度地提高机组的发电效率。

3. 故障诊断与预测：风力发电机组的故障对机组的性能和可靠性产生重大影响。

通过对机组的故障诊断和预测，可以及时发现故障并采取相应的维修措施，提高机组的可靠性和可维护性。

三、风力发电机组性能优化的挑战与解决方案1. 风场复杂性：风力发电机组通常建设在开阔的地区，受到多种复杂的气象条件和风场影响。

第三章风力发电机组的特性分析风力发电机组是利用风能转化为电能的装置，最主要的组成部分是风力发电机和控制系统。

在设计和运行过程中，需要对风力发电机组的特性进行分析，以了解其工作性能和电能输出能力。

本文将从风力发电机的功率特性、风速-功率曲线、风机性能系数、传动系统效率等几个方面进行分析。

首先，风力发电机组的功率特性是指在不同风速条件下，风力发电机的输出功率变化情况。

通常情况下，风速越高，发电机的输出功率越大。

然而，随着风速的增加，风力发电机的输出功率不会无限制地增加，而是会达到一个峰值后逐渐趋于稳定。

这是因为风力发电机在低风速下，转子转速较低导致输出功率较小；而在高风速下，由于受到空气动力学效应的限制，风力发电机无法进一步提高转速，从而限制了功率的增加。

其次，风速-功率曲线是描述风力发电机在不同风速下的输出功率变化情况的曲线。

通过绘制风速-功率曲线，可以直观地了解风力发电机在不同风速条件下的输出特性。

在曲线的初期阶段，发电机的输出功率随着风速的增加呈现较快的增长趋势；随着风速的继续增加，发电机的输出功率增长逐渐减缓，并在其中一点达到峰值；当风速继续增加时，发电机的输出功率趋于稳定。

第三，风机性能系数是评价风力发电机组性能的重要指标之一、风机性能系数定义为风力发电机的实际输出功率与理论最大输出功率之比，它能够反映风力发电机的利用效率。

风机性能系数通常介于0.2和0.6之间，数值越大表示风力发电机利用风能的效率越高。

最后，传动系统效率是指风力发电机组传动系统能量传递的效率。

传动系统由风轮、转子轴、传动装置等组成，承担将风能转化为电能的任务。

传动系统效率的高低对整个风力发电机组的能量转换效率有着重要影响。

提高传动系统效率可以降低能量损耗，提升风力发电机组的电能输出能力。

在实际应用中，风力发电机组的特性分析是优化设计和管理运维的关键步骤。

通过对风力发电机组的特性进行深入分析，可以帮助工程师了解风力发电机组的工作原理和限制条件，从而提高发电效果、降低成本并保障安全运行。

风力发电机组功率曲线一致性治理浅析摘要：风力发电机组功率曲线主要用于分析机组性能、评估机组发电能力。

根据功率曲线不仅能够判定风电机组输出性能的优劣，还可以分析风电机组及主要部件运行状况是否正常，及时发现潜在的电气和机械问题。

此外功率曲线的准确与否，与风电场运行评价、风电指标体系正常运行、达设计值分析密切相关，直接影响风机发电量及经济效益。

做好风力发电机组功率曲线一致性分析和治理，有助于提高风力发电机组发电效益，进一步提升设备管理水平。

关键词：风力发电；功率曲线；一致性；离散率；运行评价1风力发电机组功率曲线一致性系数与离散率1.1功率曲线一致性系数所谓功率曲线就是以风速(Vi)为横坐标，以有功功率Pi为纵坐标的一系列规格化数据对(Vi，Pi)所描述的特性曲线。

在标准空气密度（ρ=1.225kg/m3）的条件下，风电机组的输出功率与风速的关系曲线称风电机组的标准功率曲线。

根据风力发电机组所处位置风速和空气密度，观测机组输出功率与主机厂商提供的额定功率曲线进行比较，选取切入风速和额定风速间以1m/s为步长的若干个取样点进行计算，可得出功率曲线一致性系数。

为保证数据的准确性，也可选取更小的风速步长。

功率曲线一致性系数=（1-）*100%其中i为取样点，n为取样点个数。

正常情况下，功率曲线一致性系数一般介于95%—105%之间。

1.2功率曲线一致性系数离散率理想状况下同风场同机型的机组运行数据得到的功率曲线应是一致的，功率曲线一致性系数离散率（以下简称离散率）越大，说明同机型不同机组间功率曲线差异越大。

离散率=功率曲线一致性系数标准差/功率曲线一致性系数平均值离散率越大说明机组间功率曲线差异越大，离散率越小说明机组间功率曲线差异越小。

2功率曲线一致性系数与离散率应用2.1数据统计分析目前新能源发电企业基本实现了集中监控，对风力发电机组全量数据进行了采集，可利用大数据平台和智能报表系统，按月、季、年定期开展风力发电机组功率曲线一致性数据统计和分析。

基于深度学习的风力发电功率预测与优化模型研究近年来，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，受到了越来越多的关注。

然而，风力发电具有不稳定性和不可控性，这使得风力发电功率的预测与优化变得尤为重要。

在这篇文章中，我们将讨论基于深度学习的风力发电功率预测与优化模型的研究。

风力发电功率预测是指通过分析历史风速、温度、湿度等气象数据，来预测未来一段时间内风力发电机组的输出功率。

准确的风力发电功率预测可以帮助发电机组调整产能，提高发电效率，降低能源浪费。

而基于深度学习的模型可以通过学习大量的历史数据，自动提取特征，并进行准确的预测。

首先，我们将介绍深度学习在风力发电功率预测中的应用。

深度学习是一种模仿人脑神经网络结构和功能的机器学习方法。

通过多层次的神经元网络，深度学习模型可以从大量的输入数据中提取抽象的特征，实现复杂的模式识别和预测。

在风力发电功率预测中，深度学习模型可以根据历史的气象数据和风力发电机组的输出功率数据，学习到不同气象因素对发电功率的影响，并对未来的功率进行准确的预测。

通过深度学习模型的训练和优化，可以提高风力发电功率预测的准确性和稳定性。

其次，我们将探讨如何构建和训练基于深度学习的风力发电功率预测模型。

首先，需要收集并整理大量的气象数据和风力发电机组的输出功率数据。

然后，将数据集分为训练集和测试集，用于模型的训练和评估。

在构建深度学习模型时，可以选择常用的神经网络结构，如卷积神经网络（CNN）、循环神经网络（RNN）和长短期记忆网络（LSTM）。

在模型训练过程中，需对模型的网络结构、参数和超参数进行调优，以达到较好的预测效果。

最后，通过对测试集的预测结果进行评估，可以衡量模型的准确性和鲁棒性。

最后，我们将讨论基于深度学习的风力发电功率优化模型的研究。

风力发电机组的运转方式对功率输出有重要影响。

通过优化风力发电机组的转速、叶片角度等参数，可以最大程度地提高功率输出效率。

深度学习可以帮助建立风力发电机组的功率输出模型，并结合最优化算法，寻找最佳的运转方式。

风力发电机组功率特性测试的研究风力发电机组功率特性测试是考验机组整体经济性能的重要测试,但是测试过程总会受到一些内部因素和外部因素的共同干扰,造成测试周期延长、测试成本增高的现状。

因此,怎么有效且高效地进行测试,是一项亟需解决的事项。

本文从三个方面展开了对风电机组功率特性测试的研究:(1)分析新旧标准功率特性测试方法的变化,在实际风电场测试项目中,从测试机位的选取、测试设备的安装、测试数据的处理等方面,完成机组功率特性测试的整个过程。

基于所得测试数据,给出了机组功率特性测试的结果,对结果中的场地环境因素(空气密度、湍流强度、风剪切)数据进行区间化处理,量化了空气密度、湍流强度、风剪切对机组测试功率曲线的影响。

(2)提出功率特性测试数据处理过程中使用不同的数据长度。

在总相同测试周期下,以原始600s(10min)时间序列数据长度的总测试数据为基准,分别将其拆分成不同种类的5s、30s、60s、300s数据长度数据,完成这些数据长度下的功率特性测试结果。

结果表明,不同年平均风速下,300s数据长度年发电量与600s(10min)数据长度年发电量平均相差结果最小,为0.09%;5s、30s、60s数据长度年发电量与600s(10min)数据长度年发电量平均相差结果在0.2%左右。

(3)验证复杂地形下使用CFD仿真方法进行场地标定工作的可行性。

以Meteodyn WT为工具,通过绘制场区的粗糙度地图和等高线地图,完成场地标定中气流校正系数的仿真计算。

与实际双测风塔场地标定数据做对比,研究两者在功率特性测试中的差异性分析。

结果表明,对于Type B类复杂地形,不同风向区间的气流校正系数,仿真结果整体低于与实测结果,偏差范围在-2.15%与+0.15%之内,最小偏差为0.03%。

风场测风基站年平均风速为8.1m/s,8m/s年平均风速下年发电量仿真结果与实测结果相差2.06%。

【摘要】风力发电机组功率曲线是判定机组发电性能的重要指标，根据某风电场风力发电机组功率曲线存在偏差的情况，对影响风力发电机组功率曲线的因素进行分析，制定排查计划，使得风机发电性能最大化。

【关键词】功率曲线影响因素风力发电机组在设计、试验和运行过程中，机组的功率曲线是一个非常重要的指标，在风力发电机组生厂商向业主单位提供设备的同时，均会提供机组相应的标准功率曲线。

由于各个地区自然因素的不同，风力发电机组在并网发电过程中的实际功率曲线可能与标准功率曲线存在偏差，根据某风电场风力发电机组功率曲线存在偏差的情况，对风力发电机组功率曲线的影响因素进行深入分析，寻找解决方案。

1风力发电机组功率曲线概述功率曲线指风力发电机组输出功率和风速的对应曲线。

描绘风电机组净电功率输出与风速的函数关系图和表。

风力发电机组实际运行的功率曲线反馈了机组的实际效率，实际功率曲线的优良反映了机组的经济性。

标准功率曲线是在标准的工况下，根据风电机组设计参数计算给出的风速与有功功率的关系曲线。

标准功率曲线所对应的环境条件是：温度为15℃，1个标准大气压（1013.3hPa），空气密度为1.225kg/m³。

风电场的实际工况与标准功率曲线给定的环境条件之间存在很大的差异，这就决定了实际运行的功率曲线与标准给定功率曲线的区别。

当实际功率曲线高于标准给定功率曲线时，风力电机组会处于过负荷状态，损害机组，减少机组运行寿命。

当实际功率曲线低于标准给定功率曲线时，会造成发电量下降。

2影响风力发电机组功率曲线的因素2.1 风向标测得风向与实际风向存在偏差风力发电机组运行过程中，风向标不断跟踪变化的风向，控制叶轮持续对准最大风向，使机组最大程度的获得风能。

根据贝兹理论，风力发电机组在风能中吸收的功率为：P=1/2ρSCpv³式中，ρ为空气密度，S为叶轮的扫风面积，Cp为理论风能利用系数，v为垂直叶轮平面的风速。

在上式中，v为垂直叶轮平面的风速，当风力发电机组风向标测得的风向与实际风向出现偏差的时候，机组的输出功率会受到严重的影响。

风力发电机组功率特性试验方法1范围本部分规定了测试单台风力发电机组功率特性的方法，并适用于并网发电的所有类型和规格的风力发电机组的试验。

本部分适用于确定一台风力发电机组的绝对功率特性，也适用于确定不同结构的各种风力发电机组功率特性之间的差异。

风力发电机组的功率特性由测定的功率曲线确定，并用来估计年发电量（AEP）。

测得的功率曲线也采集的瞬时风速和功率输出值确定，此项试验应在试验场有足够长的测量时间，并建立在有效的统计数据库的基础上，该数据库应覆盖一定的风速范围和各种风况条件。

年发电量利用测得的功率曲线对应于参考风速频率分布计算获得，假设可利用率为100%。

本部分描述了一个测量方法，这种方法要求测量的功率曲线和导出的年发电量应由补充误差及其综合影响修正。

2 定义下列定义适用于本部分。

2.1 精度accuracy被测量物的测量值与真实值的接近程度。

2.2 年发电量annual energy production利用功率曲线和轮毂高不同风速频率分布估算得到的一台风力发电机组一年时间内生产的全部电能。

计算中假设可利用率为100%。

2.3 可利用率availability在某一期间内，除去风力发电机组因维修或故障未工作的时数后余下的时数与这一期间内总时数的比值，用百分比表示。

2.4 复杂地形complex terrain试验场地周围属地形显著变化的地带或有能引起气流畸变的障碍物的地带。

2.5 外推功率曲线extrapllated power curve用估计方法对测出的功率曲线从测量的最大风速延伸到切出风速。

2.6 气流畸变flow distortion由障碍物、地形变化或其他风力机引起的气流改变，其结果是相对自由来流产生了偏离，造成一定程度的风速测量误差。

2.7 轮毂高度（风轮）hub height(wind turbine)从地面到风轮扫掠面中心的高度。

2.8 测量功率曲线measured power curve用图形和表格表示的按正确方法测试、修正和标准化处理的风力发电机组净电功率输出。

风力发电机组结构动力学特性分析引言随着环保意识的增强和可再生能源的重要性日益凸显，风力发电作为一种清洁、绿色的发电方式受到了广泛关注。

而要确保风力发电机组的安全、高效运行，深入了解其结构动力学特性势在必行。

本文将针对风力发电机组的动力学特性进行分析，以期为风力发电机组的设计和运行提供一定的参考。

一、风力发电机组的结构组成风力发电机组是由风轮、机舱、塔架和基础等部分组成的。

其中，风轮是核心部件，它承载着风力的作用，将其转化为旋转能量。

机舱则包含了发电机、变速箱、控制系统等关键设备。

塔架则起到支撑风轮和机舱的作用，承担着巨大的荷载。

基础则用于稳固风力发电机组，以防止其在风力作用下倾覆。

二、风力发电机组的运行原理风力发电机组的运行原理是通过风轮叶片受到风力的作用，产生转动，驱动发电机旋转，从而产生电能。

具体而言，当风轮叶片受到风力作用时，会产生扭矩，通过转轴传递到发电机上，使其转动。

发电机转动时，通过磁场感应原理，将机械能转换为电能，并输出给电网使用。

三、风力发电机组的结构动力学特性1. 风力作用的影响风力是影响风力发电机组结构动力学特性的主要因素之一。

风力的大小和方向都会对风力发电机组产生影响。

当风速增大时，风力对风轮的作用力也会增大，从而导致风轮和整个机组产生振动。

此外，风向的变化也会带来风轮的方向改变，从而改变了机组的运行状态。

因此，在设计和运行风力发电机组时，需要充分考虑风力的影响。

2. 结构的自然频率风力发电机组的结构自然频率是指在没有外界作用下，结构自身以特定频率振动的能力。

结构自然频率取决于结构的刚度和质量分布情况。

当外界作用频率接近或等于结构的自然频率时，会导致共振现象的发生，从而对风力发电机组产生不利影响。

因此，在设计风力发电机组时需要避免共振现象的发生，提高结构的自然频率。

3. 振动与疲劳破坏风力发电机组的振动是其结构动力学特性中一个重要的方面。

振动不仅会给机组带来不稳定性，还会引发疲劳破坏。

基于机器学习的风力发电机组短期功率预测随着全球能源消耗的不断增长，人们对可再生能源的需求也越来越高。

风能作为一种可再生、清洁、稳定的能源，在近几十年中得到了越来越广泛的应用。

风力发电系统是一种将风能转换为电能的设备，其中的风力发电机组是其核心部件。

为避免能源浪费和经济损失，对风力发电机组短期功率进行准确预测具有重要意义。

本文将介绍基于机器学习的风力发电机组短期功率预测的方法及其优势。

一、风力发电机组短期功率预测的意义对于风力发电站而言，预测风速被认为是一项至关重要的任务。

因为预测准确的风速将有助于实现优化风力发电机组的功率输出。

而这种预测精度可以通过基于机器学习的模型实现，这种方法也可以应用于预测风力发电站的发电量以及风力发电站中其他设备的输出功率。

精准的短期功率预测将使风电厂更加高效地运转，从而减少浪费并提高收益。

对于风电厂管理者而言，短期功率预测的准确性将有助于他们更好地计划维护和维修，降低停机时间和维修成本。

因此，对风力发电机组短期功率进行准确预测至关重要。

二、基于机器学习的短期功率预测在风力发电机组短期功率预测中，机器学习方法已被广泛应用。

机器学习方法是一种利用现有数据来构建数学模型的方法，以实现将数据分类或预测获得新数据的值。

机器学习方法中最常用的算法包括决策树、随机森林、支持向量机、神经网络等。

在基于机器学习的风力发电机组短期功率预测中，数据预处理非常重要。

首先需要收集大量的风速、功率、温度、湿度等数据，这些数据应该包括各种天气条件和风力发电机组的工作状态。

然后需要对数据进行分析和研究，找出关键变量并将数据分为训练集和测试集。

接下来，可以通过训练不同的机器学习模型来进行预测。

在选择模型时，需要考虑到模型的准确性、可解释性、稳定性等指标。

在构建模型的过程中，需要通过反复迭代和测试来优化模型的性能。

三、基于机器学习的风力发电机组短期功率预测的优势与传统的统计方法相比，机器学习方法在预测精度、泛化能力、自适应性等方面具有明显的优势。

山东科技大学本科毕业设计论文题目基于MATLAB/Simulink风电机组并网运行特性分析学院名称信息与电气工程学院专业班级电气工程及其自动化09-2班学生姓名罗阳百学号200901100818指导教师曹娜2013年6月13日摘要近年来，风能作为一种可再生绿色能源，受到了广泛关注。

随着我国风电产业的持续发展，风电场规模不断扩大，风电场并网运行对电网造成的影响也越来越大。

因此深入分析风电场并网对电力系统的影响，成为进一步开发风能所迫切需要解决的问题。

本文首先分析了国内外风力发电的发展和现状，阐述了风力发电的基本原理。

通过对我国目前应用比较广泛的双馈异步风力发电机和直驱永磁同步电机进行比较，可以看出双馈异步风力发电系统具有明显的优越性。

然后，本文建立了双馈型异步风力发电系统的数学模型。

通过模型的建立，在MATLAB/Simulink仿真环境下实现了风力发电系统的动态仿真，分析了风电场并网的运行特性，探讨了并网风电场与电网之间的相互影响，特别是对输出功率和电压质量的影响。

关键词：双馈异步风力发电机、MATLAB/Simulink仿真、风速、动态仿真ABSTRACTWind power as a kind of renewable green power resources has been received extensive attention in recent years. With the development of wind industry in China and the expansion of the scale of wind farms, the influence brought by large wind farms connected to power systems has become greater and greater. Therefore，the research on the impact of wind farms connected to power systems is an important issue that should be solved urgently.Firstly, the development and recent status of wind power in the world and in China, the characteristics and some technical problems of wind power are analyzed in this paper. The principle of wind power is studied. The operating characteristics of doubly-fed induction motors and direct-drive permanent magnet synchronous motor used in our country are compared in. Through the comparison, we can see that the wind power system with DFIG shows the obvious superiority. Secondly, a series of dynamic mathematics models of wind turbine generator based on the doubly-fed induction wind power system are set. Through Which, the Simulation is developed using MATLAB/Simulink tools by the dynamic mathematics models. The function characteristics of large grid-connected wind farm are analyzed and the interactions of wind power and the grid，especially to the power output and voltage quality，are researched. Key words: Doubly-fed induction wind turbine, MATLAB/Simulink Simulation, Wind speed, Dynamic simulation目录1 绪论 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外风力发电的发展和现状 (2)1.3 风电并网对电力系统的影响情况 (4)1.4 论文的主要工作 (7)2 双馈风力发电机组的运行理论 (9)2.1 引言 (9)2.2 风力发电系统类型 (9)2.3 双馈风力发电机组变速恒频运行的基本原理 (11)2.4 双馈风力发电机系统的基本结构 (13)2.5 双馈风力发电机的等效电路 (14)2.6 双馈风力发电机的功率关系 (15)3 双馈风力发电系统的数学模型 (18)3.1 引言 (18)3.2 风速模型 (18)3.3 风力机模型 (21)3.4 传动装置模型 (23)3.5 桨距角控制模型 (25)3.6 双馈异步发电机及其控制系统模型 (26)3.7 变流器模型 (33)3.8 本章小结 (34)4 风电场并网对系统影响仿真分析 (35)4.1 引言 (35)4.2 MATLAB仿真软件的概述 (35)4.3 仿真模型及系统描述 (38)4.4 仿真结果及分析 (39)4.5 本章小结 (50)5 总结 (52)参考文献 (53)致谢 (55)附录（外文文献及翻译） (56)1 绪论1.1 选题背景及意义随着工业的快速发展，世界能源日益枯竭，环境不断恶化。

风力发电机组发电性能分析与优化摘要：作为一种新能源，风力发电正在不断的改善环境，其在全球经济和社会发展中的作用是不可估量的。

我国的风力发电已经取得了一些成就，但仍然面临着许多挑战，所以针对发电能力相对较低的机组，急需找到优化其发电能力的方法，本文通过对风力发电机组发电能力的分析，从硬件和软件两个方面排查影响风机发电能力的原因，研究提升风力发电机发电能力的方法。

关键词：风力发电机组；发电性能；优化1风力发电系统组成第一种常见的风力发电机是恒速恒频感应风力发电机，由这种风力发电机构成的风力发电机系统结构，按照从前端到后端的顺序，分别为风轮为主的风力机、齿轮箱、异步发电机、三相并联电容器。

采用定桨距失速调节时，风力发电机输出电压的频率为恒定频率，感应风力发电机会向电网同时吸收有功功率和无功功率。

为解决这一问题，通常采用机组电容器相并联的方法，使整个电网的功率得到改善。

风能的不确定性会导致恒速恒频发电系统的风能利用不足。

第二种双馈异步风力发电机组的结构形式。

绕线式三相异步发电机中的双馈异步发电机，属于目前变速恒频风力发电机的主流机型之一。

定子绕组直接连接到交流电网中，转子绕组机构与变频器直接相连，变频器控制电动机。

双馈异步风力发电机采用双向变流器控制转度，结构较为完整，可实现连续变速运行，风能转换速度高，电能质量好；可以改善对风轮机叶片的机械应力：双馈电机直接连接到电网。

电力电子换流器控制发电机的转子电流和电磁转矩，并且当风速发生变化时，风轮主轴转子转速也随之发生改变，最大可能地捕捉和利用风能，从而提高了能源利用率。

第三种直驱式同步风力发电机组。

同步电动机励磁机组可以使用直流或永磁励磁。

由于转子磁极对的数量众多，电动机的外形尺寸又大又笨重，操作和起吊不方便，价格高昂。

在直流励磁模式的同步电机中，励磁电流决定转子速度，从而控制电磁转矩以捕获最大的风能。

直流励磁的同步电动机，能够降低励磁损耗；永磁同步电动机会产生消磁现象。