風(fēng)速模型機(jī)仿真分析案例目錄風(fēng)速模型機(jī)仿真分析案例 11風(fēng)速模型 11.1威布爾分布模型 11.2組合風(fēng)速模型 12風(fēng)速模型仿真 31風(fēng)速模型1.1威布爾分布模型用于擬合風(fēng)速分布的方法有很多，如瑞利分布、兩參數(shù)威布爾分布、?！植嫉?，現(xiàn)在被普遍認(rèn)為適用于風(fēng)速統(tǒng)計(jì)描述的概率密度函數(shù)的是威布爾分布雙參數(shù)曲線。威布爾分布是一種概率分布函數(shù)，用概率密度函數(shù)和累積分布函數(shù)來(lái)表示風(fēng)速的變化。概率密度函數(shù)為：f式中：v為風(fēng)速，m/s；k為威布爾形狀因子；c為比例因子[6]。累計(jì)分布函數(shù)為：F它提供了風(fēng)速等于或低于vg參數(shù)k和c對(duì)風(fēng)速概率密度的影響突出，當(dāng)k為常數(shù)時(shí)，c越大，概率密度分布就更加廣泛；當(dāng)c為常數(shù)時(shí)，k越大，概率密度分布就越集中。形狀參數(shù)k是風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)偏差σ和風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)偏差σ的函數(shù)；尺度參數(shù)c是風(fēng)速平均值V和形狀參數(shù)k的函數(shù)。k和c的值可按以下公式計(jì)算：k=c=V1.2組合風(fēng)速模型在實(shí)際應(yīng)用中，為了更加精確的描述自然界風(fēng)能隨機(jī)性和間歇性的特性，把組合風(fēng)定義為基本風(fēng)、陣風(fēng)、隨即風(fēng)和漸變風(fēng)四種風(fēng)速風(fēng)量的合成，從而來(lái)模擬風(fēng)速隨時(shí)間的變化情況。綜合風(fēng)速vtv式中：為基本風(fēng)速，m/s；為陣風(fēng)風(fēng)速，m/s；為漸變風(fēng)風(fēng)速，m/s；為隨機(jī)風(fēng)風(fēng)速，m/s。（1）基本風(fēng)速基本風(fēng)速在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組正常運(yùn)行過(guò)程中一直存在，用于描述平均風(fēng)速，決定了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出功率，可以根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)測(cè)量數(shù)據(jù)知道其大小，然后利用威布爾分布公式近似確定：=c×Γ式中：c為威布爾分布比例參數(shù)；k為形狀參數(shù)；Γ表示伽馬函數(shù)。在實(shí)際仿真中，認(rèn)為基本風(fēng)速不隨時(shí)間變化而變化，保持恒定，取常數(shù)。（2）陣風(fēng)陣風(fēng)用于描述風(fēng)速突變的特性。在陣風(fēng)出現(xiàn)的時(shí)間段內(nèi)，風(fēng)速會(huì)具有余弦特性。在分析具有風(fēng)電系統(tǒng)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定時(shí)，用它來(lái)考核電網(wǎng)電壓的動(dòng)態(tài)特性。Vg=式中：Vgmax為陣風(fēng)波動(dòng)情況下最大值，m/s；tg1為陣風(fēng)開(kāi)始時(shí)間，s；t（3）漸變風(fēng)漸變風(fēng)用于模擬風(fēng)速的漸變特性。在開(kāi)始時(shí)刻，漸變風(fēng)速?gòu)?開(kāi)始按一定的速率增大，到達(dá)漸變風(fēng)幅值后不再隨時(shí)間變化。V式中：Vrmax為漸變風(fēng)風(fēng)速極值，m/s；ts1為漸變風(fēng)開(kāi)始時(shí)間，s；ts2（4）隨機(jī)風(fēng)隨機(jī)風(fēng)用來(lái)描述風(fēng)速隨機(jī)波動(dòng)的特性，其用諧波分量疊加而成。v式中：Vn_max為隨機(jī)風(fēng)幅值；Ram?1,1為1和-1之間均勻分布的隨機(jī)數(shù);ωv為風(fēng)速波動(dòng)的平均間距，一般取0.5π~2π2風(fēng)速模型仿真利用matlab/simulink軟件，分別對(duì)基本風(fēng)模型、陣風(fēng)模型、漸變風(fēng)模型和隨機(jī)風(fēng)進(jìn)行模型，模擬仿真，各個(gè)風(fēng)速模型的疊加后的結(jié)果便是組合風(fēng)速。1、仿真參數(shù)基本風(fēng)：設(shè)定平均風(fēng)速v=陣風(fēng)：陣風(fēng)幅值Vgmax=3m/s，陣風(fēng)起始時(shí)間tg1=10s，陣風(fēng)結(jié)束時(shí)間tg2=30s。漸變風(fēng)：漸變風(fēng)最大值Vrmax=3m/s，漸變風(fēng)開(kāi)始時(shí)間ts1=0s，漸變風(fēng)達(dá)到最大值時(shí)間ts2=40s，漸變風(fēng)結(jié)束時(shí)間ts3=40s。隨即風(fēng)：采用白噪聲信號(hào)代替，Noisepowerqu取值為0.05。2、風(fēng)速模型圖1.1風(fēng)速模型3、結(jié)果與分析圖1.2風(fēng)速分量仿真結(jié)果圖1.3組合風(fēng)仿真結(jié)果圖1.2為四種風(fēng)速分量疊加后的結(jié)果為組合風(fēng)速，如圖1.3所示，從仿真結(jié)果可見(jiàn)，實(shí)際風(fēng)速的變化在一定程度上可以由組合風(fēng)速模型來(lái)模擬，可以描述風(fēng)