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Pr vr<v<v
图2.1 某风机制造商风机功率/风速关系曲线
这个关系是对大量实测数据的一种近似估计。受很多因素的影响,风机的实际出力与风速的关系与该曲线存在着偏差,但是该曲线对于估算风机的出力具有一定的参考价值。
2.2 风电的随机性
由于风速的随机性导致风力发电机组的出力也是随机变化的,与水电火电相比这是风电最大的不足。见下图:
图2.2某风电场所测
上图为风机功率/风速的随机波动,测量时间为20分钟,时间间隔为1秒。可以充分看出风速的随机性,和风机出力相似的随机波动。
2.3 风速的随机分布函数
风速分布函数是用来描述一段持续时间内风速分布概率的函数。风速的随机分布一般呈正偏态分布形态。由于各地环境气候的不相同,各种风速所占比例也不尽相同。
通常用于拟合风速分布的线型很多,普遍认为威布尔(Weibull)分布双参数曲线适用于风速统计描述的概率密度函数[4]。
其概率密度可表示为 = k-1exp (2-5)
式中:k是形状参数,反映了风速分布的特点,取值范围一般为1.8~2.3;c是尺度系数,它表示了一个地区平均风速的大小;v是平均风速。不同地区有各自的平均值和形状系数也会有所不同。当k=2时,Weibull分布又称为Rayleigh分布,很多地区风速随机分布可以近似为Rayleigh分布。
图2.3 风速分布的概率密度函数
风速不仅具有很强的随机性,而也受季节的影响,冬季的风速大,空气密度大,风能密度也大,夏季较冬季会小一些。
3 机会约束规划理论
在我们的日常生活中经常会遇到一些问题,比如如何花最少的钱买最多的东西,还有走最少的路能到达目的地,这些都是数学规划问题。电力系统中也有很多应用,怎样分配各个发电机组的负荷使得发电成本最小。解决这类优化问题的常规方法有:一是靠经验主观判断;二是做试验比较选择最优方案;三是数学建模求解最优解。
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