评估风力涡轮机传递的平均功率
此示例使用Symbolic Math Toolbox™和统计信息和机器学习工具箱™来探索和得出风力涡轮机生成的平均功率的参数分析表达式。
参数方程可用于评估各种风力涡轮机配置和风电场。更多信息请参阅<一个href="//www.tatmou.com/de/discovery/wind-resource-assessment.html" target="_blank">风资源评估一个>。
背景
可以通过取出风能动能的导数来估算传递到风力涡轮机的总功率。这将导致以下表达:
(1)
A是涡轮刀片的扫地区域
ρ=空气密度,在
u =风速,在
如下图所述,将风能转换为电力的过程导致效率损失。
可以使用以下方程来描述实用风力涡轮机的电力输出:
(2)哪里
总体效率在0.3至0.5之间,随着涡轮机的风速和旋转速度而变化。对于固定的旋转速度,有一个额定风速,风力涡轮机产生的电力接近其最大值(
(3)
假设固定旋转速度,可以使用以下轮廓估算风力涡轮机的电力输出:
在哪里
=额定风速
=切入速度,电力输出升高到零以上并开始产生功率的速度
=毛茸茸的风速,关闭涡轮机的速度以防止结构损坏 如图所示,我们假设输出功率在 我们定义了描述涡轮功率的分段函数。
哪里变量
得出风力涡轮机平均功率的方程式
I.定义电源的分段表达
符号
pe =
c_1 =(per * u_c^k)/(u_c^k -u_r^k)
C_1 =
c_2 = per/(u_r^k -u_c^k)
C_2 =