摘要：能源在人类的发展历程中扮演着重要的角色，随着人类文明进程的不断挺进，能源实现了更加高能、更加高效、更加绿色、更加低碳的发展目标。风力发电理念自诞生的那一刻起就为被贴上了绿色、可持续利用、低碳耗的标签，基于风力发电的自身优势，人们都积极的在风能发电领域进行着不断探究。文章在探究风力发电发展的途径时，决定另辟其境，对影响风力发电机功率的因素进行分析统计，旨为能够在使用风力发电机时规避风力发电机可能出现的故障或者其他风险。
关键词：主发电功率曲线；风力发电；电机功率；发电量
基于风力发展的优势背景，对风力发电技术进行了探究，并针对影响风力发电的因素进行了探究。风力发电要发挥出其针对独特优势，就必须保证风力发电有条不紊的进行。基于此，文章对影响风力发电机功率的因素进行了探究，一方面为了促进风力发电的不断发展；另一方面也是为了完善我国风力发电事业的建设。
1风力发电的功率曲线
要实现将影响风力发电因素全部找出的目的，就必须本着溯本求源的原则，探究影响风力发电功率的的脉络。文章探究影响风力发电功率因素时，明确风力发电曲线与发电量等概念。首先，衡量机组风能转换能力，反映风能发电机组功率特性，是风力发电功率曲线的原始属性。基于风力发电机组在风力发电建设中的重要地位，所以在日常的风力建设中，考核一台风能发电设备是否满足实际发电需要时，最常使用的方法就是考核设备的风能发电功率曲线。结合实际经验，要客观的审核某一机型是否具备风力发电能力时，单纯的关注那些图表中的“风速—功率”对应值是不能满足客观评价某一机型风能发电能力的。其次，客观的评价某一机型是否具备满足风力发电能力的要求，除了考核设备的风能发电功率曲线意外，还要根据风力发电现场的实际情况进行综合考虑。综合考虑风力发电现场的实际情况，分别从风力发电设备的机组控制策略和叶片气动特性两面着手考虑。最后，风力机组的功率特性关键取决于叶片的气动特性和机组的控制策略。叶片的气动设计实际上是一个优化的结果，受其他条件限制，无法达到所有风速工况下效率均最好的目标。
2标准风力发电机功率发电曲线与实际风力发电曲线间的差异
风力发电机的实际工作情况是很难做到实时监控的，所以这就给理论上的标准功率发电曲线与实际风力发电功率曲线不同的原因，找到的答案。风力发电机组的实际功率曲线，是在一个单独的、比较理想的测量系统下得到的一个时刻风速和一段时间输出功率之间的对应关系。虽然标准的风力发电机组功率，是工作人员经过对环境参数、环境气温、风速参数和大气压力等进行测量得出的实际风力发电机组发电功率，参考大气压力、环境气温对实际风力发电机组发电功率而最终得到的。虽然标准风力发电机功率发电曲线与实际风力发电曲线之间存在差异，但是这种差异由于实际的风力发电工作中，由于受到机组数量较大和现场条件限制的原因导致的所以，很难避免。在实际的风力发电机组发电过程中，只要标准风力发电机功率发电曲线与实际风力发电曲线之间的差异在合理差异范围以内，这种误差还是可以忽略不计的。为验证标准风力发电机功率发电曲线与实际风力发电曲线之间的差异这一结论的客观性，本文采用某型号风力监控系统，进行了时间间隔一分钟的数据储存验证实验进行验证，并得到曲线图像如图1所示。
风力机的实际功率曲线均未经过环境温度和大气压力的修正，与标准功率曲线相比，除A2风力机外，其它机组功率曲线均较低，最大偏差可达25%（A4风力机19m/s风速点）。A2风力机功率曲线基本达到标准功率曲线，且低风速段输出功率较高。如果考虑由于空气密度的变化造成的影响，在标准条件下，其功率曲线高出标准功率曲线。
3影响风力发电机功率的因素
在探究了风力发电的发电量与功率曲线、标准风力发电机功率发电曲线与实际风力发电曲线之间的差异之后，为了在工作中保证风力发电机组可以满足风力发电正常工作的目的，结合实际工作经验与大量参考资料中的理论知识想结合，归纳出来影响风力发电机功率的因素。
3.1输出功率对风力发电机功率的影响
虽然风速是影响风力发电机组输出功率的主要因素，但是在实际风力发电机组工作过程中，还是不能忽视气温、气压、扰动气流对风力发电机功率的影响。要理解气温、气压、扰动气流对风力发电机功率的影响，我们可以先把研究的目光放在桨距叶片功率曲线上。对桨距叶片功率曲线进行研究之后，笔者发现气温与空气密度和输出功率成反比的规律。
3.2叶尖扰流器对风力发电机功率的影响
当风力机正常运行时，在液压体系的效果下，叶尖扰流器与桨叶主体部分精细地合为一体，组成完好的桨叶，当风力机需求脱网停机时、液压体系按控制指令将扰流器开释并使之旋转，构成阻尼板，这一进程即为桨叶空气动力刹车。
3.3低温应用范围的局限性
低温应用范围的局限性，决定了低温应用不能受到高温应用的顺畅。在探究影响风力发电机功率的因素的过程中发现，风力发电机组受低温的影响是可能导致风力发电机功率变化的一个重要因素；在探究风力发电机组受低温的影响时发现，不同材质的低温元器件，受到的低温影响是不同的。将不同材质的元器件受低温的不同影响统计如下：采取适当的热处理方法，能显著提高材料多冲抗力，避免应力集中，表面冷作硬化和提高零件的表面加工质量等措施均能提高多冲载荷下的破断抗力。防止在低温情况下呈现较大的冲击载荷，例如在风速较高时机组频频投切发动，紧急制动等工况对机组的影响是十分晦气的，应在设计上采纳办法下降此类情况发作概率。
3.4风力发电场规模对风力发电机组功率的影响
互联电网是目前我国电力建设的一个积极方向，随着互联电网目标的不断实现，电网规模实现了不断扩张的目标。虽然电网建设的日益增大是目前我国电网建设的必然趋势，但是接入到较具规模电厂的风力发电厂还是少之又少。虽然风力发电具备绿色、高效、低碳等很多优点，但是目前我国的风能发电厂的发展，却还是不能肩负起为我国架构起全部电能输出的重任，其根本原因在于没有一个明确的风电注入功率标准。
3.5桨叶对风力发电机功率的影响
桨叶的失速性能是指它在最大升力系数CTMAX、附近的性能。当桨叶的安装角β不变，随着风速增加攻角i增大，升力系数CT线性增大；在接近CTMAX时，增加变缓；达到后CTMAX开始减小。另一方面，阻力系数初期不断增大；在升力开始减小时，阻力系数继续增大，这是由于气流在叶片上的分离随攻角的增大而增大，分离区形成大的涡流，流动失去翼型效应，与未分离时相比，上下翼面压力差减小，致使阻力激增，升力减少，造成叶片失速，从面限制了功率的增加。
4结语
风力发电是人类进步的标志，虽然目前风力发电本身由于还存在很多问题，所以不能实现全面覆盖整个电力系统发电的目的，但是随着人们对风力发电研究的不断深入，未来风力发电将在人类整个能源宝库中扮演着更加重要的角色。
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论文作者:王振富
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/1
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