風電機組實際運行功率曲線影響因素分析

　　2.4 雨滴的影響
　　在下雨時，一方面，葉片上的雨滴會改變氣流繞葉片的流動狀態，使翼型空氣動力特性發生變化；另一方面，雨滴撞擊在葉片上并在離心力作用下從里向外甩出，使風電機組功率減小，最大時損失的能量在20% 以上，如圖5所示[1]。

圖5 雨滴對風電機組功率特性的影響[1]

　　2.5 污染的影響
　　當風電機組上的風輪葉片因沙塵、昆蟲和漏油等原因被污染時，會改變風輪葉片表面的粗糙度，使翼型空氣動力學特性發生變化，減小功率輸出。如圖6 所示[1]。

圖6 污染對風電機組功率特性的影響[1]

　　2.6 湍流對風電機組功率曲線的影響
　　湍流（紊流）是流體的一種流動狀態。空氣動力學中的湍流指的是短時間（一般少于10min）內的風速波動。
　　湍流產生原因主要有兩個：當空氣流動時，由于地形差異（例如，山峰）與地表產生的“摩擦”；由于空氣密度差異和氣溫變化的熱效應空氣氣團垂直運動。這兩種運動往往相互關聯。
　　湍流強度是指風速隨機變化幅度的大小， 定義為10min 內標準偏差與平均風速的比值，即：

　　湍流強度是風電場的重要特性指標，它的計算、分析是風電場資源評估的重要內容。湍流對風電機組性能的不利影響主要是減少功率輸出，增加風電機組的疲勞載荷，最終削弱和破壞風電機組。IT 值在0.1 或以下表示湍流相對較小，中等程度湍流的IT 值為0.1~0.25，更高的IT 值表明湍流過大。對風電場而言，要求湍流強度IT 值不超過0.25[3]。
　　湍流強度是描述風速隨時間和空間變化的程度，反映脈動風速的相對強度，是描述大氣湍流運動特性最重要的特征量。風電場風電機組的湍流可以由當地的地形條件產生，也可以由風電場風電機組之間相互影響產生。
　　圖7 是湍流強度對變槳風電機組功率曲線的影響，如圖所示。湍流強度越大，風電機組的滿負荷發電風速越高，對功率曲線的影響越大。

圖7 湍流對風電機組功率曲線的影響

　　2.7 尾流對風電機組功率曲線的影響
　　風電機組吸收風中的部分能量，使得風流過風電機組后，其速度有所下降。在實際風電場中，位于下游風電機組處的風速將低于位于上游風電機組的風速，風電機組之間的距離越近，前面的風電機組對后面風電機組的風速影響越大，這種現象叫尾流效應。
　　在風電場中，位于尾流區的風電機組由于來流速度損失使風電機組功率輸出減小。因此，在風電場布置風電機組時，必須考慮尾流對風電機組輸出功率的影響。風電機組呈串列布置受尾流影響比斜列布置要大。