风机

元件定义

该元件指水平轴三叶片风力发电机组，风力发电机是将风能转换为机械功，机械功带动转子旋转，最终输出交流电的电力设备。风力发电机一般由风轮、发电机、调向器(尾翼)、塔架、限速安全机构和储能装置等构件组成。

风机的风速功率模型可用分段非线性的特定形状曲线函数来表示：

二次函数模型

$$P=\left\{ \begin{aligned} 0\qquad(u {\leq} u_{ci} , u {\geq} u_{co} ) \\ \frac{u^2}{(u_R^3-u_{ci}^2 )}P_R-\frac{u_{ci}^2}{(u_R^2-u_ci^2 )}P_R\qquad(u_ci {\leq} u {\leq} u_R) \\ P_R\qquad(u_R {\lt} u {\lt} u_{co} ) \\ \end{aligned} \right.$$

三次函数模型

$$P=\left\{ \begin{aligned} 0\qquad(u {\leq} u_{ci} , u {\geq} u_{co} ) \\ \frac{u^3}{(u_R^3-u_{ci}^3 )}P_R-\frac{u_{ci}^3}{(u_R^3-u_ci^3 )}P_R\qquad(u_ci {\leq} u {\leq} u_R) \\ P_R\qquad(u_R {\lt} u {\lt} u_{co} ) \\ \end{aligned} \right.$$

式中，u为风机轮毂高度处的风速；$u_{ci}$为切入风速；$u_{co}$为切出风速；$u_R$为额定风速；$P_R$为额定输出功率

风机

元件说明

属性

CloudPSS 元件包含统一的属性选项，其配置方法详见 参数卡 页面。

参数

设备参数

参数名	键值 (key)	单位	备注	类型	描述
生产厂商	manufacturer		生产厂商	文本	生产厂商
设备型号	equipType		设备型号	文本	设备型号
风速功率模型	TurbinePowerModel		风速功率模型	选择	提供三种模型可选，二次曲线模型：QuadraticPowerCurve, 三次曲线模型:CubicPowerCurve, 厂家功率曲线:ManufacturerPowerCurve
轮毂高度	HubHeight	m	轮毂高度	实数	轮毂高度
功率因数	PowerFactor		功率因数	实数	功率因数，范围为0-1，一般在0.9-1
额定发电量	RatedPowerGenerating	kW	额定发电量	实数	选择二次曲线/三次曲线模型时生效
额定风速	RatedWindSpeed	m/s	额定风速	实数	选择二次曲线/三次曲线模型时生效
切入风速	CutinWindSpeed	m/s	切入风速	实数	选择二次曲线/三次曲线模型时生效
切出风速	CutoutWindSpeed	m/s	切出风速	实数	选择二次曲线/三次曲线模型时生效
厂家功率曲线	PowerCurveData		厂家提供的风速功率曲线	表格	厂家提供的风速功率曲线,首行为切入风速及其功率，末行为切出风速及其功率，表格最少三行，选择厂家功率曲线时生效

基础参数

参数名	键值 (key)	单位	备注	类型	描述
元件名称	CompName		元件名称	文本	元件名称
元件类型	CompType		选择元件类型	选择	选择交流元件时输出交流电，为交流系统；选择直流元件时输出直流电，为直流系统。
设备配置台数	DeivceNumber	台	设备配置台数	自然数	设备配置台数
待选设备类型	DeviceSelection		从设备库中选择设备类型	选择	选择数据管理模块录入的设备型号，将风机元件的厂家、产品型号、额定运行参数自动绑定为对应设备在数据管理模块中录入的参数。

仿真参数

在仿真参数中编辑风机的仿真边界条件，主要包含运行方式和运行策略曲线。

参数名	键值 (key)	单位	备注	类型	描述
出力模式	PowerMode		选择风机的出力模式	选择	在输入仿真运行策略前需要指定设备运行模式。有由气象数据计算和指定出力曲线两种模式。若选择由气象数据计算，则风机出力根据气象数据计算得到。若用户已经计算或得到了风机的出力曲线，可以修改为指定出力曲线模式，在出力曲线参数中录入出力曲线即可。
运行策略	OperatePara		配置风机在不同时刻的设备启停策略	表格	仅当出力模式项为气象数据计算时生效，在表格中录入各个时间段对应的设备启停策略。 开始时刻对应每个仿真时刻，启停设备台数不能超过设备配置台数。
出力曲线	PowerCurve		自定义风机的出力曲线	表格	仅当出力模式项为指定出力曲线时生效，在表格中录入各个时间段对应的风机的出力。 开始时刻对应每个仿真时刻。

优化参数

在优化参数中编辑风机的优化条件。

参数名	键值 (key)	单位	备注	类型	描述
是否优化该设备	OptimizationChoice		是否对风机元件的运行方式进行优化	选择	仅当仿真参数组的出力模式项为由气象数据计算时生效。选择是，则设备的运行策略由系统优化得到，不读取仿真参数中设置的运行模式和运行策略；选择否，则系统按照仿真参数的运行模式和运行策略运行。

引脚

风机只有一个电接口引脚，用于将风机元件与其他电设备连接，支持线连接和信号名的连接方式。

引脚的名称、键值、维度、定义描述的详细说明如下表所示。

引脚名	键值 (key)	维度	描述
电接口	DC/AC	1×1	可以在引脚处输入相同的字符使得风机与其他电元件相连，当基础参数元件类型项是直流元件时，键值为 DC；元件类型项是交流元件时，键值为 AC。

常见问题

平台风机出力计算准确吗？

风机的出力涉及多个方面，包括气象条件和风机功率计算模型等。

1. 准确的气象数据至关重要，最重要的是风机实际安装地点的测风塔风速数据。但一般缺少测风塔实测数据，可用高精度的风俗数据，而商业软件的风速数据的时间空间精度和分辨率都不够。传统商业软件采用中尺度风速数据，采用大气插值模拟等方法获取特定地点特定高度的风速数据。平台选用中尺度数据，仅供参考。

2. 准确的风资源评估尤为重要。一般来说，获取测风塔准确风速后，利用风廓线模型或均匀风模型，收集整理地理地形 GIS 数据、湍流强度、风剪切、风向等边界条件数据，录入到风资源软件（windsim、WT 或 WASP 等）或CFD 软件中，划分网格后利用 RANS 等 CFD 模型，对风机实际地点风速进行准确计算模拟。平台内置风廓线模型，无风资源评估功能。

3. 风机功率模型非常重要。一般在可研阶段，主要利用风机厂家提供的动态功率曲线计算风机功率，然后再利用综合折损系数进行折算。 功率曲线是评价风电机组运行特性的重要技术指标，表现为风电机组在不同风速下的发电有功功率大小，功率曲线分为静态功率曲线和动态功率曲线，风速模型视为不随时间变化的稳定值时，按照从切入风速至切出风速的最佳叶尖速比和功率系数，可计算出不同风速对应的功率值，将得到的风速和功率值数据对绘制成功率曲线图，即为风电机组的静态功率曲线。静态功率曲线忽略了风速的湍流特性，是风电机组理想情况下的机组出力特性。当风速模型视为随时间变化的波动值时，将所有风速按照 0.5m/s 进行分组，并计算出每个风速组内所有风速的频率和平均功率值，绘制出的功率曲线图即为风电机组的动态功率曲线。动态功率曲线考虑到了风速的随机性，与静态功率曲线相比，更符合风电机组实际运行情况。风机发电功率受到地形地貌、湍流、障碍物、尾流、风向、空气密度、大气稳定度等诸多因素影响。风机厂家一般会提供0.5m/s间隔的静态功率曲线和特定湍流强度的动态功率平均曲线。

4. 平台计算的风机功率为理想出力。实际出力还需要考虑风机的折损。风机的综合折损主要包括：空气密度折减、控制和湍流折减、叶片污染折减、风电机组可利用率折减、风电机组功率曲线保证率折减、场用电、线损等折减、气候影响折减、软件计算误差折减。一般综合折损系数可取 75%。另外，尾流折损一般采用尾流解析模型或 CFD 软件计算，经验值可取 5-10%，因此风电的总体折减系数约70%；平台为理想出力模型，未考虑综合折损。

平台风机是什么类型？

平台风机为水平轴三叶片风力发电机组。

风机的交直流元件有什么区别？

选择交流时输出交流电，选择直流时输出直流电。在能量流计算过程中均为 PQ 节点。

注意，交流元件和直流元件不能直接相连。

风机元件在建模仿真平台使用时需要配置哪些元件参数？数据管理模块需要配置哪些数据？

在对风机元件进行仿真模拟前，务必录入编辑元件的基础参数和仿真参数；

在数据管理模块需要配置光伏设备的额定运行参数。并在基础参数中绑定数据管理模块的光伏设备。

风机元件的运行方式有哪几种配置方式？

共有 3 种

指定出力曲线

1. 指定出力曲线

   若用户已经有风机的出力曲线，此时风机元件的运行方式可完全由用户自己设定。
   只需要将仿真参数的出力模式项设置为指定出力曲线，并在出力曲线项中录入各个时间段对应的风机出力。此时基础参数无效，也无需优化，优化参数被禁用。

2. 出力由气象数据计算得到，运行方式不进行优化

   此时风机元件的运行方式由气象数据和启停策略计算得到。只需要将仿真参数的出力模式项设置为由气象数据计算，配置光伏板的跟踪方式、光伏板倾斜角等与气象有关的参数，并在运行策略项中录入各个时间段对应的设备启停策即可。

3. 出力由气象数据计算得到，运行方式优化

   此时风机元件的出力由气象数据计算，但是不读取仿真参数的设备启停策略，设备启停策略由系统优化得到，主要应用于有弃风弃光的场景，调整设备启停以减小弃风弃光。需要将优化参数的是否优化该设备项设置为是即可。

启停策略和出力曲线的开始时刻必须和仿真时刻一致吗？

建议保持一致。若启停策略和出力曲线的开始时刻与仿真时刻不一致，平台会自动采用插值和外推算法填充。 特别注意：对于启停策略和出力曲线，在仿真时刻之外的时间段策略，为前平推和后平推，即，策略之前的数值始终为策略的第一个值，策略之后的数值始终为策略里最后一个值。