靜態功率曲線與動態功率曲線差異對比

　　所以，我們在通過實際運行功率曲線考察風電機組性能時，應當考慮影響功率曲線的多種因素，并對環境、障礙物等影響因素給以嚴格的限制條件。根據負載的性質，負載的大小以及風電機組安裝現場的風速、風向、地形等情況的不同，風電機組的功率曲線是一組而不是一條。也就是說，同一風電機組會因條件（如：時間、季節、位置、限負荷等）的改變形成一系列不同的功率曲線。
　　二、采用61400-12標準考核風電機組功率曲線所存在的問題
　　隨著中國風電產業的迅猛發展，裝機總量突飛猛進，越來越多的業主開始對風電機組功率特性進行測試。風電機組功率特性測試一般按照IEC61400－12－1進行。
　　風電機組的功率特性主要體現在機組的功率曲線、年發電量及功率系數。影響風電機組功率特性的主要外界因素有地形、空氣密度、大氣壓強及風況等。進行功率特性測試應收集足夠數量且覆蓋一定風速范圍和大氣條件變化的數據，以精確地確定風電機組的功率輸出特性。
　　（一）采用IEC61400－12評估實際運行功率曲線的難點
　　IEC61400－12標準規定了功率曲線的測量評估方法。有如下要求：
　　（1）風速、電功率傳感器應具有一定的采樣頻率和測量精度。
　　（2）要求對機位的地形條件進行評估，排除地形、障礙物對風電機組出力的影響。
　　（3）要求搭建標準的測風塔來測量風電機組的來流風速，并對測風塔測量的扇區進行規定，即保證測風塔測出的是被測機組的來流風速，而不是尾流。
　　（4）要求在計算平均風速時，考慮空氣密度對風能的影響，要求進行風速修正，即修正到標準空氣密度。
　　（5）評估方法是按照10mins的統計平均值來進行，即計算風電機組正常運行的每個10mins時間段內的平均風速、平均功率，再按照所有的10mins平均風速大小來排列分類，按照0.5m/s區分1個區間。最后在每個區間內再計算平均風速、平均功率，以此作為功率曲線的數據點。
　　（6）要求在每個0.5m/s內測到的10mins平均風速、功率數據，應超過規定的數據量。
　　（7）要求對測量的不確定度進行評估。
　　由以上的規定條件和測定要求可知，功率曲線現場測試是相當復雜的。雖然，實際風電機組監控系統功率曲線的繪制方法是根據相應的國際標準進行，但風速、電功率采用的是機組自身的傳感器，其測量精度難以達到IEC61400－12中相關標準的要求；沒有排除地形、障礙物對功率曲線測量的影響；也沒有對空氣密度進行準確地修正。因此，風電場機組所形成的功率曲線難以準確反映風電機組的實際性能。
　　（二）采用IEC61400－12－1標準評估實際運行功率曲線實際操作存在的問題
　　依據IEC61400－12－1進行風電機組功率特性測試，可以較為準確地評估出機組的運行狀態估算出年發電量，通過進一步分析可以發現機組存在的問題。但通過對風電機組功率曲線實際測試過程的總結，發現以下幾點問題：
　　（1）依據IEC標準進行功率特性測試雖然準確地評估出單臺機組的運行狀態，但耗費了大量的人力物力及時間，如何準確、快速、低成本地測試風電場所有機組的性能是一個亟待解決的問題。
　　（2）IEC標準采用10mins內的平均風速，但是在額定風速處曲線較為平滑，相對準確地確定額定風速存在一定難度。
　　（3）IEC標準在估算年發電量時采用的是瑞利分布，若采用風電場實測數據進行威布爾曲線擬合，此時估算的年發電量或為更加準確。
　　（4）國內風電場的地形普遍比較復雜，對于已投產后的風電機組如何進行場地標定是需要研究解決的問題。
　　（三）采用IEC61400－12－2標準評估風電機組運行功率曲線所存在的問題
　　在接近滿負荷發電時，湍流強度對機組功率曲線影響較大，如圖4所示。 　　因此，IEC61400－12－2標準特別闡述了湍流強度對功率曲線的影響。湍流導致風電機組在低風速段的實際功率曲線優于靜態功率曲線；在高風速段，特別是額定風速段，實際的湍流功率曲線比靜態功率曲線差。機組實際功率曲線的滿負荷發電風速遠高于靜態功率曲線上的滿負荷風速，如圖1和圖2所示。
　　風電場的瞬時風速與瞬時風能是不斷變化的，而風能與風速的三次方成正比。因此，當采用一段時間內的平均風速和平均風能相對應時，其結果為：相對應的風速、風能與風電場實際情況是不一致的，后者高于前者。由此，在低風速段，動態功率曲線優于靜態功率曲線。