风力发电机组 功率特性测试-编制说明

风电机组功率特性评估作者:国能日新一、概念和意义风电机组功率特性评估是指对已经投产运行的风力发电机组的设计目标进行的系统、客观的分析和评价。

通过对机组实际运行状况的检查总结和分析评价，确定是否达到预期目标。

风电机组功率特性评估工作对风电场的建设和发展有着重要的意义。

目前风电场存在设计发电量与实际发电量不符的情况。

国能日新公司风电场风电机组后评估解决方案通过对风电机组实发功率特性的测试和评估，深入了解风电场设计效益与实际效益之间的差异，找出风电场设计、管理或风电机组自身存在的一些问题，给风电场科学运营以及未来风电场风电机组选型提供有力依据。

二、执行流程1、数据收集和分析（1）数据收集风电机组功率特性评估需收集风电场监控系统中记录的所有风机运行发电数据、现场测风塔数据、当地气候数据以及风电机组的技术文档等资料。

（2）数据分析检查测风塔原始数据，对其进行完整性和合理性分析，检验出缺测和不合理数据，经过数据净化、再分析处理，整理出一套连续一年完整的逐小时测风数据，进而与风电机组数据进行相关性对比分析。

2、风资源评估利用风电场并网运行以后的风能资源数据，进行风电场风能要素分析，并与风电场前期可研阶段的数据进行对比分析，总结评估经验，为后期项目开发建设提供支持。

风能要素包括：风速、风向、风功率、空气密度等。

3、功率特性分析（1）数据净化在实际发电过程中，风电机组可能人为停机、故障、或者采集缺失、数据错误，因此必须对风电机组的原始数据进行合理性检验和数据净化。

通过数据的合理性检验，可以得到基本有效和完整的发电数据，而数据净化可以保证所采集的数据都是可以用于风电机组性能评估的有效发电数据。

（2）数据处理由于测风塔数据和风机数据记录方式、时标不同的原因，需要依据最大相似度的原则使二者的时间坐标保持一致。

此处，将采用最先进的粒子群优化算法对时标进行寻优。

保证二者时间坐标的完美统一。

（3）相关性分析通过上述数据净化及数据处理，再把测风塔数据合理的映射到风机的坐标位置。

风能发电特性测试实验报告
1. 引言
该实验旨在测试风能发电系统的特性，评估其在不同条件下的发电能力和效率。

实验中我们对风能发电机组进行了测试，记录了不同风速下的发电功率和风能利用率。

通过分析实验结果，我们可以了解风能发电系统在实际应用中的特性和性能。

2. 实验设计和方法
2.1 实验设备
本实验使用了一台风能发电机组作为测试设备，以及一个风速仪用于测量风速。

风能发电机组具有功率输出的功能，并且可以根据风速变化自动调整转速。

2.2 实验步骤
1. 将风能发电机组放置在适合的位置，确保其能够正常受到风的吹拂。

2. 使用风速仪测量不同时间点的风速，记录测量结果。

3. 在不同风速下，记录风能发电机组的发电功率。

4. 根据测量结果计算风能发电机组的风能利用率。

3. 实验结果和分析
在实验过程中，我们记录了不同风速下的发电功率和风能利用率。

以下是实验结果的总结：
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：
1. 随着风速的增加，发电功率呈正相关性增加。

2. 随着风速的增加，风能利用率也呈正相关性增加。

3. 风能发电系统在较高风速下能够获得更高的发电效率。

4. 结论
在本实验中，我们通过测试风能发电系统的特性，获得了不同风速下的发电功率和风能利用率数据。

实验结果表明，风能发电系统具有较高的发电效率，并且能够根据风速变化自动调整转速，以实现最大化的风能利用。

这些发现对于进一步研究与应用风能发电技术具有重要意义。

5. 参考文献
[此处列出参考文献（如果有）]
以上为本次风能发电特性测试实验报告的内容。

风力发电机组的设计与性能测试风力发电是一种环保、清洁、可再生的能源，得到了越来越多的关注和应用。

风力发电机组是将风能转化为电能的重要设备，其设计与性能测试是保证风力发电厂正常运行和发电效率的关键。

一、风力发电机组的设计风力发电机组主要由风轮、发电机、转子、塔架、电控系统等部分组成。

其中，风轮是转化风能的主要部件，转子是控制转速和转矩的核心部件，发电机是将转子产生的机械能转化为电能的关键部件，塔架是支撑风轮和转子的支持结构，电控系统则是对整个机组进行监测和控制的重要系统。

在风力发电机组的设计中，需要考虑多方面的因素，如风速、风向、气象条件、地形等，以最大限度地提高发电效率和稳定性。

设计还需要考虑风轮形状、尺寸、材质、重量等因素，以及转子的设计和构造，保证机组的运行稳定性和播发能力。

同时，还需要考虑塔架结构的承载能力、抗风能力等，以及电控系统的监测功能、安全保护、诊断和控制等。

二、风力发电机组的性能测试为了保证风力发电机组的正常运行和发电效率，需要对其进行性能测试。

性能测试是指在一定气象条件下，对风力发电机组进行综合测试，包括转速、功率、工作温度、转子振动、塔架承载等多个方面，以评估机组的发电性能和运行状态，发现潜在故障，保证机组正常、安全、有效地运行。

性能测试通常包括实地测试和试验室测试。

实地测试是在机组所在的风场进行的测试，直接测试机组的实际运行状态，能够发现机组在不同风速下的发电能力和运行稳定性，也能够对机组的电控系统和安全保护功能进行监测和评估。

试验室测试则是通过模拟机组在不同气象条件下的运行状态，对机组进行整体性能测试和故障诊断等。

性能测试具有重要的意义，能够评估机组的实际发电能力和效率，提高机组的发电性能和运行效率，也能够及早发现潜在故障，进行预防和修复，保证机组正常、安全、有效地运行。

三、结论风力发电技术日益成熟，风力发电机组的设计与性能测试是保证风力发电系统正常、安全、有效运行的重要环节。

GB/T××××－××××／IEC61400-12-2：2013IEC引言IEC 61400-12部分的目的是提供一种统一的使用机舱风速计测试、分析、报告单个风力发电机组功率特性的方法。

该标准只应用在尺寸足够的水平轴风力发电机组，且机舱风速计不受风力发电机组叶片及机舱严重影响进而不影响风力发电机组功率特性的情况下。

本标准的目的是在IEC 61400-12-1：2005提出的要求不可行的时候使用本标准提出的方法。

从而保证在目前的测试技术和测试设备水平下结果的一致性、准确性和可重复性。

本标准规定的程序表述了如何利用机舱风速计根据测量功率曲线和估计年发电量表征风力发电机组的功率特性。

在此程序中，风速计安装在被测风力发电机组机舱上或附近，风速计在这个位置上测得的风速受到风轮的严重影响，本程序包括了确定和应用合适的修正来解决这一问题的方法。

然而，需要注意的是，与完全按照IEC 61400-12-1:2005进行的测试相比，这种修正增加了不确定度。

本程序也提供了确定测量不确定度的方法，包括不确定度源的评估，以及在报告功率和年发电量中的合成不确定度的推荐值。

功率特性测试的关键因素是风速的测量。

即使风速计在高品质风洞中做过校准，风矢量的大小和方向的波动可以导致在测试现场中不同的风速计表现出不同的特性。

此外，近风力发电机组机舱处的气流条件复杂多变，对于风速计的选择和安装需要特别考虑，这在标准中也做出了说明。

本标准将使设计风力发电机组的制造、安装、规划、许可、运营、使用和监管的各方受益。

如果合适，标准推荐的准确的测试和分析技术可以被各方应用，保证风力发电机组开发和运营技术的一致性、准确性和持续发展。

依据本标准给出的测量和报告编写程序能得到他人可重复的准确结果。

同时，标准使用者应该意识到由于风切变和湍流强度较大的变化以及数据筛选标准的选择而引起的误差。

小型风力发电机性能测试1.2 小型风力机开发背景近三十年来随着世界资源的过度消耗，人类可用资源日益减少，石油价格不断上涨，世界各地频发石油短缺信号，并且由于化学能源的应用，人类居住环境日益恶化，人类迫切需要一种清洁的持续能源。

由于风能取之不尽，用之不竭，不消耗资源，清洁卫生，分布范围广等特点，风能发电成为世界许多国家可持续发展战略的组成部分，由于在过去十年间，风能发电的年增长率达到28%，全球安装总量达到7，400万KW，意味着每年在该领域的投资额达到180亿欧元。

2006年，全球风度资金9%投向了中国，总额打16.2亿欧元（约162.7亿元人民币）[1]，中国有望成为全球最大的风力市场。

我国可开发的风力资源十分丰富，东南沿海及其附属岛屿属于风能资源丰富区，这些地区的年有效风能在200W/㎡以上，并且每年有7000——8000h的风速超过3.5m/s。

东北、华北和西北北部，黑龙江、吉林东部，辽宁山东半岛的沿海地区，青藏高原北部，东南沿海20-100KM 的内陆地区，海南西部，台湾南北两端及新疆阿拉山等地区风能资源比较丰富，年有效风能在150W/㎡以上，全年有4000h的风速大于3.5m/s。

长江、黄河中下游，西北和华北除上述资源丰富地区以外的地区，这类地区分布较广，属于风能资源可利用区[2][3]。

据统计，截止2005年底全国大概还有300万无电户（约1300万无电人口）[4]，其中大部分人口居住在低风区，且居住相对分散，如果采用常规电网来供电，从经济效益上是不可行的，只有采用小型风力发电系统才能解决偏远地区的农、牧、渔民的供电问题。

近几年来，各大城市在电力供应紧张时，经常采用拉闸限电的方式来解决电力供应不足的问题，由此给广大居民带来诸多不便，采用小型风力发电机组给居民供电，一方面可用大大缓解供电不足的困难，另一方面，小型风力发电设备属于一次性投资产品，后期维护费用低，可用大大节省家庭用户在电费上的开支。

目录第一章绪论 (2)1.1引言 (2)1.2国内外风力发电现状及发展趋势 (2)1.4本课题研究内容 (6)1.4.1 本课题的意义和目的 (6)1.4.2 本课题的主要研究内容 (6)第二章风力发电机概述 (7)2.1小型风力发电系统基本结构及分类 (7)2.2风力机功率输出特性 (10)3.1测试系统硬件、软件部分 (12)3.1.1 测试系统概述 (12)3.1.2 测试系统硬件 (12)3.1.3测试系统软件 (13)3.2 L AB VIEW软件概述 (14)3.2.1 测试系统的软件框图 (14)3.2.2软件前面板 (15)3.3测试数据的存储 (17)3.4采样参数的测定 (18)3.5数据采集 (19)第四章 5KW风力发电机风场测试实验 (21)4.1风场测试内容 (21)4.2风场测试实验步骤及基本要求 (21)4.2.1 风场测试实验步骤 (21)4.2.2 风场测试的基本要求 (21)4.2.3 风场实验测试方法 (22)4.3消除零点误差的方法 (23)4.4实验数据处理 (24)4.5 实验结果分析 (26)4.5.1 风机的输出功率分析 (26)4.5.2 风机效率分析 (26)第五章总结 (28)参考文献 (29)谢辞 (31)缩略语英文缩写英文全拼中文GRP glass-reinforced plastic 加强玻璃塑料CFRP碳纤维强化塑料DAQ DataAcquisition 数据采集系统ADO Active Data Object 活动数据对象ODBC Open Database Connectivity 开放数据互连DAQ Assistant 数据采集助手DSN 数据平滑网络雷达第一章绪论1.1 引言风能作为绿色能源备受人们关注,而风力发电机是风能利用最多的方式之一。

风力发电机中,离网型风力发电机的应用范围很广,因其体积小、操作方便、维修简单、造价低,在一些风力比较大的偏远地区以及农村具有极大的发展潜力。

《风电功率预测功能规范》及编制说明-修改《风电功率预测功能规范》及编制说明-修改————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2Q / GDW 588 — 2011 ICS29.24029.240P29.240备案号：CEC 400^2010Q/GDW 国家电网公司企业标准Q / GDW588 —2011风电功率预测功能规范Function specification of wind power forecasting2011-03-03发布2011-03-03实施国家电网公司发布目次前言 (II)1 范围 (1)2 规范性引用文件 (1)3 术语和定义 (1)4 预测建模数据准备 (2)5 数据采集与处理 (2)6 预测功能要求 (3)7 统计分析 (4)8 界面要求 (4)9 安全防护要求 (5)10 数据输出 (5)11 性能要求 (5)附录A (6)附录B (7)编制说明 (9)前言根据《关于下达2010年度国家电网公司技术标准编制（修）订计划的通知》（国家电网科〔2010〕320号）的要求，中国电力科学研究院和吉林省电力有限公司开展了《风电功率预测功能规范》的编制工作。

为进一步提高风电调度运行管理水平，规范电网调度机构和风电场风电功率预测系统的建设，并指导系统的研发、验收和使用，特制订本功能规范。

本标准由国家电力调度通信中心提出并解释；本标准由国家电网公司科技部归口；本标准主要起草单位：中国电力科学研究院、吉林省电力有限公司；本标准主要起草人：刘纯、裴哲义、王勃、董存、冯双磊、范高锋、范国英、郭雷。

I风电功率预测功能规范1范围本标准规定了风电功率预测系统的功能，主要包括术语和定义、预测建模数据准备、数据采集与处理、预测功能要求、统计分析、界面要求、安全防护要求、数据输出及性能要求等。

本标准适用于电网调度机构和风电场风电功率预测系统的建设，系统的研发、验收和运行可参照使用。

IEC 61400-12风力发电机组－第12部分：风力机功率特性测试1概要范围IEC 61400的这一部分详细说明了测量单独风力发电机组（WTGS）的功率特性的程序，和应用于测试WTGS的所有电网联接的类型和尺寸。

适用于决定WTGS的绝对功率特性和不同WTGS结构之间功率特性的不同。

WTGS功率特性决定于标准功率曲线和估计年发电量（AEP）。

标准功率曲线决定于在测试场地一段时期收集的同时测量的风速和功率输出，这段时期足够长以致于能够建立一个统计在不同风力条件下的风速范围的重要数据库。

通过应用参考风速频率分布的标准功率曲线，假设100％有效率，计算AEP。

此标准描述了测量方法通过评估不确定来源和它们的联合影响来补充必要的标准功率曲线和来自产能的图表。

2测试条件风力发电机组依照条款6的说明，被测试的WTGS将被描述和存档记录确定独特的特殊机械构造。

测试场地在测试场地WTGS附近将树立一个气象杆用来确定驱动风力机的风速。

测试场地对WTGS的标准功率特性可能有重大影响。

特别是，气流失真影响可能导致风速在气象杆和在WTGS的不同，也可能式相互的。

在测试场地将评估气流失真的源头为了：●选择气象杆位置；●定义适当的测量象限；●评估适当的气流失真修正因素；●评估在气流失真期间的不确定性。

以下特殊因素将被考虑：●地形变化；●其它风力机；●障碍物（建筑、树等）。

气象杆距离图 1－气象杆距离要求和最小允许测量扇区测量扇区测试扇区的选择要排除有重大障碍物、重大地形改变或其它风力机的方向，从两个测试的风力机底下的气象杆的方向看过去。

在测试场地的气流失真的修正因素和不确定性3测试条件电功率基于测量相位的电流和电压，使用功率测量装置测量WTGS的电网功率（例如功率变换器）。

电流变压器的类型将依照IEC 60044-1的要求，电压变压器，如果使用，将依照IEC 60186的要求。

它们被推荐的分类为0.5或更好的。

风速风速将使用一个安装在轮毂高度的气象杆上的杯形风速计进行测量，在一点表现为驱动WTGS的自由风流。

风力发电机的性能测试说明书一、引言风力发电机作为一种清洁能源发电设备，其性能测试对于确保其工作稳定、发电效率以及安全性具有重要意义。

本文将详细介绍风力发电机的性能测试方法和步骤，以确保其在实际使用中能够达到设计要求的性能指标。

二、测试前准备1. 确保风力发电机已经完成安装并接入电网；2. 根据测试需求，准备相应的测试仪器和设备，包括风速测量仪、发电功率测量仪等；3. 关闭发电机的自动控制系统，使其处于手动控制状态。

三、性能测试步骤1. 风速测量a) 在发电机旁选择合适的位置安装风速测量仪；b) 按照一定时间间隔记录并计算平均风速，在测试过程中保持风速测量准确性。

2. 发电功率测试a) 连接发电功率测量仪器，并确保测量仪器的准确校准；b) 将风力发电机切换至发电状态，并记录发电功率和风速之间的关系；c) 不同风速下进行多组测试，并计算平均发电功率。

3. 效率测试a) 根据所获得的风速和发电功率数据，计算发电机的效率；b) 统计不同风速下的平均效率，并与设计要求进行比较。

4. 转速测试a) 使用转速测量仪器，准确测量风力发电机转速；b) 在不同风速下进行多组测试，并计算平均转速。

四、数据分析与评估1. 对测试所得数据进行整理和分析，计算性能参数的平均值；2. 将测试结果与设计要求进行比较，评估风力发电机的性能是否符合预期要求；3. 如有必要，针对性能不达标的问题进行进一步分析和改进措施提出。

五、测试报告编写1. 根据测试结果撰写测试报告，报告包括以下内容：风速和发电功率的关系曲线图、效率曲线图、转速曲线图等；2. 在报告中总结测试结果，并对性能是否符合设计要求进行评价；3. 提出改进建议和优化方案，以进一步提高风力发电机的性能。

六、结论本性能测试说明书详细介绍了风力发电机的性能测试方法和步骤，通过对风速、发电功率、效率和转速等指标的测试和分析，可以评估风力发电机是否符合设计要求，并提出相应的改进方案。

风力发电机组功率特性测试（IEC61400-12-1）1 范围IEC61400的这一部分规定了一种测量单台风力发电机功率性能特点的程序，该部分适用于所有类型和容量的并网风力发电机的测试。

此外，本标准描述了一种用来确定并网或与蓄电池组相连的小型风力发电机组（如IEC61400-2中所定义）功率性能特点的程序。

这种测试程序可以用于特定风力发电机组在特定地理位置的性能评估，但是同样，当特定场地条件和数据过滤的影响被考虑在内的时候，该方法也可以用来对不同模式或不同设置的风力发电机组进行一般性比较。

风力发电机的功率性能特点由测量功率曲线和估算的年发电量（AEP）决定。

测量功率曲线定义为风速与风力发电机组输出功率之间的关系，它是通过在测试场地同步采集一段时间的气象变量（包括风速）信号和风力发电机组信号（包括输出功率）来确定，该时间段要足够长，使得在一定的风速范围和风况、大气条件变化的情况下，能建立统计意义上的有效数据库。

AEP是利用测量功率曲线和参考风速的频率分布计算而得，且假设风力发电机组的可利用率为100%。

该文件描述的测量方法要求对不确定度来源及其合成的影响进行评估，作为测量功率曲线和计算得到的发电量的补充。

2 规范性引用文件本文中引用了以下文件，这样，引用文件的部分或者全部内容构成了本文件的要求。

对于注明日期的的引用文件，仅注明日期的版本使用于本文件，对于未注明日期的引用文件，其最新版本（包括任何修改单）适用于本文件。

IEC 60688：2012，将交流和直流电量转换成模拟信号或数字信号的电测量变送器IEC 61400-12-2：2013，风力发电机，第12-2部分：基于机舱风速计的风力发电机组的功率特性测试IEC 61869-1：2007，仪表用变压器，第一部分：一般要求IEC 61869-2：2012，仪表用变压器，第二部分：电流互感器用附加要求IEC 61869-3：2011，仪表变压器，第3部分：感应式电压互感器用附加要求ISO/IEC GUIDE 98-3：2008，测量不确定度，第3部分：测量不确定度的表达指南(GUM-1995)ISO/IEC 17025：2005，检测和校准实验室能力的通用要求ISO/IEC 17043：2010，合格评定，能力验证的一般要求ISO 2533：1975，标准大气压ISO 3966：2008，封闭管道中液体流量的测量-用皮托静压管的速度面积法3 术语和定义3.1准确度被测量（物）的测量值与真实值的接近程度。