文 | 王明軍

風(fēng)電機(jī)組功率曲線(xiàn)與發(fā)電量淺析

文 | 王明軍

在設(shè)計(jì)評(píng)估或設(shè)計(jì)認(rèn)證時(shí)，國(guó)內(nèi)大部分整機(jī)制造商并未對(duì)機(jī)組功率曲線(xiàn)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。理論功率曲線(xiàn)大都通過(guò)設(shè)計(jì)仿真獲得，但由于現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)況、傳動(dòng)鏈阻尼、系統(tǒng)測(cè)風(fēng)等因素的影響，機(jī)組的實(shí)際功率曲線(xiàn)與理論功率曲線(xiàn)會(huì)出現(xiàn)差異。在同一風(fēng)電場(chǎng)，同種機(jī)型的不同機(jī)組也會(huì)因風(fēng)況差別造成機(jī)組的運(yùn)行功率曲線(xiàn)和發(fā)電量的不同。

寧夏某風(fēng)電場(chǎng)有國(guó)產(chǎn)機(jī)組和進(jìn)口機(jī)組兩種機(jī)型，它們之間的平均年發(fā)電量存在差別，進(jìn)口機(jī)組的單機(jī)平均年發(fā)電量高出約10%，風(fēng)電場(chǎng)業(yè)主則認(rèn)為：功率曲線(xiàn)問(wèn)題是造成國(guó)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電量低的根本原因。因此，國(guó)產(chǎn)機(jī)組逾期（5年）不能出保，在國(guó)產(chǎn)機(jī)組生產(chǎn)廠(chǎng)家給業(yè)主賠付了高額的發(fā)電量損失后，機(jī)組才最終得以出保。本文對(duì)該風(fēng)電場(chǎng)兩種機(jī)型部分機(jī)組的運(yùn)行功率曲線(xiàn)和發(fā)電量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，結(jié)合塔筒高度、機(jī)組布局等因素進(jìn)行分析，找出國(guó)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電量低的根本原因。

風(fēng)電機(jī)組功率曲線(xiàn)

一、功率曲線(xiàn)的定義

功率曲線(xiàn)是風(fēng)電機(jī)組的重要運(yùn)行性能指標(biāo)。所謂功率曲線(xiàn)就是以風(fēng)速vi為橫坐標(biāo)、以有功功率Pi為縱坐標(biāo)的一系列規(guī)格化數(shù)據(jù)描述vi和Pi關(guān)系的特性曲線(xiàn)。

在標(biāo)準(zhǔn)空氣密度（ρ＝1.225kg/m3）條件下，風(fēng)電機(jī)組的輸出功率與風(fēng)速的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為該風(fēng)電機(jī)組的標(biāo)準(zhǔn)功率曲線(xiàn)。通常情況下，風(fēng)電機(jī)組出廠(chǎng)時(shí)，制造商會(huì)向用戶(hù)提供標(biāo)準(zhǔn)功率曲線(xiàn)。然而，由于風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行條件與設(shè)計(jì)條件不同，勢(shì)必導(dǎo)致機(jī)組的實(shí)際功率曲線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)功率曲線(xiàn)不一致。

針對(duì)風(fēng)電機(jī)組功率特性的測(cè)試與評(píng)估，我國(guó)制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18451.2-2012《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率特性試驗(yàn)》。由于風(fēng)速、風(fēng)向變化的不確定性，特別是山區(qū)地形的復(fù)雜性，使得測(cè)試風(fēng)電機(jī)組功率曲線(xiàn)，仍然存在較多的困難。目前相關(guān)的測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)仍在不斷完善中。

二、實(shí)際運(yùn)行功率曲線(xiàn)的形成及影響因素

風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行功率曲線(xiàn)不僅反映機(jī)組性能，還反映了機(jī)組的實(shí)際工作狀態(tài)（如風(fēng)速、風(fēng)向傳感器是否存在事故，主控參數(shù)設(shè)置，葉片狀態(tài)等）和實(shí)際工作條件（如是否限電、湍流強(qiáng)度大小等），會(huì)隨風(fēng)況條件的不同而產(chǎn)生差異，從而決定了風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行形成功率曲線(xiàn)的多樣性與復(fù)雜性。因此，在通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組運(yùn)行功率曲線(xiàn)考察機(jī)組性能時(shí)，有著嚴(yán)格的限制條件及規(guī)定,存在諸多困難。

從實(shí)踐來(lái)講，在通常情況下，反映機(jī)組性能的實(shí)際運(yùn)行功率曲線(xiàn)，其形成需要一個(gè)較為漫長(zhǎng)的時(shí)間過(guò)程。因客觀(guān)條件的限制，機(jī)組在較短的時(shí)間內(nèi)，不能形成較為完整、準(zhǔn)確反映其性能的功率曲線(xiàn)。GB/T18709-2002《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法》規(guī)定，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量時(shí)，測(cè)量數(shù)據(jù)的采集應(yīng)滿(mǎn)足連續(xù)性和完整性的要求?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)量應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不應(yīng)少于1年；現(xiàn)場(chǎng)采集的測(cè)量數(shù)據(jù)完整率應(yīng)達(dá)到98%以上。采集數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔不宜超過(guò)1個(gè)月。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T18709-2002《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量方法》和GB/T18710-2002《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源評(píng)估方法》制定的《風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能資源測(cè)量和評(píng)估技術(shù)規(guī)定》(發(fā)改能源[2003]1403號(hào))中要求：“現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量收集數(shù)據(jù)應(yīng)至少連續(xù)進(jìn)行一年，并保證采集的有效數(shù)據(jù)完整率達(dá)到90%以上”。同理，在考察風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行功率曲線(xiàn)時(shí)，不僅要考察每臺(tái)機(jī)位的湍流強(qiáng)度等風(fēng)況條件和地形條件，還需考慮數(shù)據(jù)的有效性和完整率。不反映機(jī)組性能的數(shù)據(jù)，應(yīng)予以刪除。在風(fēng)電場(chǎng)限電或其他條件下限功率生成的功率曲線(xiàn)數(shù)據(jù)，不能作為考核機(jī)組性能的有效數(shù)據(jù)、計(jì)入機(jī)組功率曲線(xiàn)的統(tǒng)計(jì)之中。因此，目前因長(zhǎng)時(shí)間限電，我國(guó)不少風(fēng)電場(chǎng)難以達(dá)到測(cè)試機(jī)組功率曲線(xiàn)的連續(xù)性和完整率要求。

由于風(fēng)電機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行功率曲線(xiàn)受到風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)況和形成條件的影響，風(fēng)電機(jī)組在不同工況和條件下形成的功率曲線(xiàn)是不同的。一臺(tái)性能優(yōu)異的風(fēng)電機(jī)組，在風(fēng)況較差的條件下，形成的功率曲線(xiàn)完全可能達(dá)不到理論值，發(fā)電量低于其他同類(lèi)型風(fēng)電機(jī)組。

根據(jù)負(fù)載的性質(zhì)，負(fù)載的大小以及風(fēng)電機(jī)組安裝現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)速、風(fēng)向、地形等情況的不同，風(fēng)電機(jī)組的功率曲線(xiàn)是一組而不是一條。也就是說(shuō)，同一臺(tái)機(jī)組會(huì)因條件（如時(shí)間、季節(jié)、位置、限負(fù)荷等）的改變形成一系列不同的功率曲線(xiàn)。同時(shí)，機(jī)組的傳感器精度、機(jī)組控制器種類(lèi)與質(zhì)量、控制參數(shù)、風(fēng)速傳遞函數(shù)以及功率曲線(xiàn)生成軟件的差異等也會(huì)造成機(jī)組實(shí)際運(yùn)行功率曲線(xiàn)的不同。

因此，在機(jī)組傳感器精度、機(jī)組控制器（主控）硬件、主控控制參數(shù)、風(fēng)速傳遞函數(shù)和功率曲線(xiàn)形成軟件相同的情況下，利用較長(zhǎng)時(shí)間形成較為完整的功率曲線(xiàn)，可以對(duì)比不同機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率。在綜合考慮功率曲線(xiàn)數(shù)諸多影響因素的前提下，可以把風(fēng)電場(chǎng)不同機(jī)組形成的功率曲線(xiàn)進(jìn)行比較，并能大致考察出機(jī)組的實(shí)際性能。

三、機(jī)組運(yùn)行功率曲線(xiàn)與發(fā)電量

功率曲線(xiàn)是風(fēng)電機(jī)組發(fā)電效率的一種表述，從這個(gè)意義上講，功率曲線(xiàn)優(yōu)劣會(huì)直接影響到機(jī)組的發(fā)電量。然而，機(jī)組發(fā)電量除受到機(jī)組功率曲線(xiàn)影響外，還受到湍流強(qiáng)度、機(jī)組之間的尾流、塔筒高度、機(jī)組布局、當(dāng)?shù)氐哪昶骄L(fēng)速、當(dāng)?shù)氐目衫蔑L(fēng)速和機(jī)組利用率等諸多因素的影響。標(biāo)準(zhǔn)功率曲線(xiàn)優(yōu)劣僅是機(jī)組發(fā)電量高低的必要條件，而與風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組實(shí)際發(fā)電量的高低沒(méi)有必然聯(lián)系。

圖1 整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)33臺(tái)機(jī)組分布圖及變電所位置

單機(jī)年發(fā)電量為年平均等級(jí)風(fēng)速（有效風(fēng)速范圍內(nèi)）的風(fēng)速小時(shí)數(shù)乘以此風(fēng)速等級(jí)的風(fēng)電機(jī)組輸出功率的總和。其計(jì)算公式為：

式中，G為發(fā)電量，kWh；Ni為相應(yīng)風(fēng)速等級(jí)出現(xiàn)的全年的累計(jì)小時(shí)數(shù)，h；Wi為風(fēng)電機(jī)組此等風(fēng)速下對(duì)應(yīng)的輸出功率， kW。

因此，可以根據(jù)機(jī)組功率曲線(xiàn)和該機(jī)位風(fēng)頻計(jì)算出風(fēng)電機(jī)組的年發(fā)電量。但是，計(jì)算所采用的風(fēng)電機(jī)組功率表或功率曲線(xiàn)圖必須是廠(chǎng)家提供的，并由權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)定的風(fēng)電機(jī)組功率表或功率曲線(xiàn)圖。另一方面，也可以通過(guò)機(jī)組的年發(fā)電量和該機(jī)位的風(fēng)頻計(jì)算出風(fēng)電場(chǎng)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行功率曲線(xiàn)。

實(shí)例分析

寧夏某風(fēng)電場(chǎng)共有風(fēng)輪直徑均為77米的1.5MW風(fēng)電機(jī)組33臺(tái)，其中國(guó)產(chǎn)機(jī)組11臺(tái)，進(jìn)口機(jī)組22臺(tái)，2008年投運(yùn)。風(fēng)電場(chǎng)建造在戈壁上，少有植被，地勢(shì)較為平坦，如圖1所示，機(jī)組分布在110kV升壓站的一側(cè)，整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)呈不規(guī)則的塊狀分布。風(fēng)電場(chǎng)周?chē)鷽](méi)有高大建筑物，沒(méi)有森林樹(shù)木，也沒(méi)有較明顯土丘之類(lèi)的障礙物或其他風(fēng)電場(chǎng)。

該風(fēng)電場(chǎng)四季溫差大、干旱少雨，風(fēng)向季節(jié)性明顯，秋冬以北風(fēng)和偏西風(fēng)為主，春夏以東南風(fēng)和偏南風(fēng)為主，但沒(méi)有明顯的主風(fēng)方向。風(fēng)速較低時(shí)，風(fēng)向變化頻繁；風(fēng)速較高時(shí)，風(fēng)向較為穩(wěn)定。風(fēng)速也有較明顯的季節(jié)性，一般春季最大，冬夏季次之，秋季最小。

下面對(duì)國(guó)產(chǎn)、進(jìn)口兩種機(jī)型中，年、月利用率在98%以上的國(guó)產(chǎn)2#、進(jìn)口21#和進(jìn)口28#三臺(tái)機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行功率曲線(xiàn)與發(fā)電量進(jìn)行比較和分析。

一、兩種機(jī)型機(jī)組的功率曲線(xiàn)比較

兩種機(jī)型均采用ALSTOM變頻器和國(guó)外廠(chǎng)家生產(chǎn)的直流變槳系統(tǒng)；機(jī)組的風(fēng)向標(biāo)、風(fēng)速儀、機(jī)組控制器（WP3100）和后臺(tái)軟件（Gateway）均來(lái)自丹麥Mita控制器廠(chǎng)家。

如表1所示，比較國(guó)產(chǎn)2#與進(jìn)口21#兩臺(tái)機(jī)組的功率曲線(xiàn)運(yùn)行數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在風(fēng)速低于13米/秒時(shí)，國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組形成的功率曲線(xiàn)優(yōu)于進(jìn)口21#機(jī)組。然而，從兩臺(tái)機(jī)組的發(fā)電量統(tǒng)計(jì)來(lái)看，不少時(shí)段國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組的年發(fā)電量卻比進(jìn)口21#機(jī)組低。由此看來(lái)，機(jī)組年發(fā)電量的高低，不完全由功率曲線(xiàn)決定。

在同一風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)電機(jī)組，因機(jī)位不同，風(fēng)況存在差異。通過(guò)實(shí)際運(yùn)行功率曲線(xiàn)比較機(jī)組性能，存在一定的不足和局限性。但僅從機(jī)組運(yùn)行生成的功率曲線(xiàn)來(lái)看，國(guó)產(chǎn)機(jī)組的運(yùn)行效率并不比進(jìn)口機(jī)組差，且普遍優(yōu)于進(jìn)口機(jī)組。

表1 國(guó)產(chǎn)2#與進(jìn)口21#機(jī)組的運(yùn)行功率曲線(xiàn)比較

表2 國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組與進(jìn)口28#機(jī)組30日的發(fā)電量比較

二、兩種機(jī)型機(jī)組的平均年發(fā)電量的分析與比較

此風(fēng)電場(chǎng)22臺(tái)進(jìn)口機(jī)組平均年發(fā)電量比11臺(tái)國(guó)產(chǎn)機(jī)組的平均年發(fā)電量高出約10%。但是，并非所有國(guó)產(chǎn)機(jī)組的發(fā)電量均低于進(jìn)口機(jī)組，國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組年發(fā)電量就高于進(jìn)口28#機(jī)組。

如圖1所示，2#機(jī)組布置在風(fēng)電場(chǎng)的西北角上，在多個(gè)方向上可以降低或不受其他機(jī)組尾流的影響；28#則處于風(fēng)電場(chǎng)眾多機(jī)組中間偏南的位置，在多個(gè)風(fēng)向上，均或多或少地要受到其他機(jī)組尾流的影響。

如 表 2所 示，21、22、24、25、26、27、28、31、3、4日， 這 10天，國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組的日發(fā)電量比進(jìn)口28#機(jī)組低，而其余20天國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組的日發(fā)電量均高于進(jìn)口28#機(jī)組。國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組30日的總發(fā)電量為187796 kWh，進(jìn)口28#機(jī)組為164213 kWh，國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組高于進(jìn)口28#機(jī)組。機(jī)組的日發(fā)電量有時(shí)差別巨大， 27、3、4日進(jìn)口28#機(jī)組的日發(fā)電量遠(yuǎn)超過(guò)國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組，均是國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組的2.5倍以上；而30、2、7、8、9、15、17日國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組高出進(jìn)口28#機(jī)組很多，其中30日和17日的國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組的發(fā)電量是進(jìn)口28#機(jī)組的2倍左右。

如圖2、圖3所示，比較國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組與進(jìn)口28#機(jī)組在12個(gè)月的年發(fā)電量可知，2、5、6、7、9這幾個(gè)月，國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組發(fā)電量低于進(jìn)口機(jī)組，其余月份均高于進(jìn)口28#機(jī)組。8月的發(fā)電量差別最為明顯，國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組的發(fā)電量為164429 kWh，進(jìn)口28#機(jī)組僅為87545 kWh，約為國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組的一半。2#機(jī)組的年發(fā)電量為2755920 kWh，28#機(jī)組為2674012 kWh，國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組略高于進(jìn)口28#機(jī)組。

下面就造成兩種機(jī)型的機(jī)組平均年發(fā)電量差別的原因進(jìn)行分析和探討。

（一）塔筒高度

塔筒高度是造成國(guó)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電量低的關(guān)鍵因素，進(jìn)口機(jī)組的輪轂中心高度為85米，而國(guó)產(chǎn)機(jī)組的輪轂中心高度為70米。由于塔筒高度不同，造成了兩種機(jī)型機(jī)組的發(fā)電量差別。在近地層中，風(fēng)速隨高度有顯著變化。但由于地面粗糙度不同，風(fēng)速隨高度的變化也就不同。大氣低層常用指數(shù)公式表示風(fēng)速和高度與地面粗糙度的變化關(guān)系：

式中，Vh為在高度Xh處的風(fēng)速；V0為在高度X0處的風(fēng)速；α為指數(shù)，它與地面粗糙度有關(guān)。我國(guó)常用的α值分為三類(lèi)：0.12、0.16、0.20。在三種地面粗糙度下，兩種塔筒高度在輪轂中心高度處所對(duì)應(yīng)的風(fēng)速Vh/V0之比分別為102.36%、103.16%、103.96%，又因風(fēng)能與風(fēng)速的三次方成正比，則在同樣風(fēng)輪直徑、同樣機(jī)組效率情況下，進(jìn)口機(jī)組的單機(jī)平均年發(fā)電量應(yīng)比國(guó)產(chǎn)機(jī)組的單機(jī)平均年發(fā)電量分別高 出7.24%、9.77%、12.36%。 即 因塔筒高度不同，進(jìn)口機(jī)組的單機(jī)平均年發(fā)電量高出國(guó)產(chǎn)機(jī)組應(yīng)在7.24%到12.36%之間。

從以上分析可知，兩種機(jī)型塔筒高度的不同是造成單機(jī)平均年發(fā)電量差別的主要原因。

（二）機(jī)位布局及不同塔筒高度機(jī)組混合安裝

圖2 國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組2009年12月至2010年11月的月發(fā)電量統(tǒng)計(jì)

圖3 進(jìn)口28#機(jī)組2009年12月至2010年11月的月發(fā)電量統(tǒng)計(jì)

如果風(fēng)電機(jī)組串列布置是指下游風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)與上游風(fēng)電機(jī)組風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)重合的情況。機(jī)組之間的距離為X，風(fēng)輪直徑為D，當(dāng)X/D＝4時(shí)，計(jì)算得到的最大風(fēng)輪功率系數(shù)為沒(méi)有尾流影響的45%左右；當(dāng)X/D＝6時(shí)，為65%左右；當(dāng)X/D＝8時(shí)，為75%左右；而當(dāng) X/D＝16時(shí)，為97%左右，尾流影響基本可以忽略。

該風(fēng)電場(chǎng)地勢(shì)較平緩，不同機(jī)位的海拔高度基本一致，機(jī)組風(fēng)輪直徑均為77米，機(jī)位之間距離大都不足500米。即X與D之比大都小于6.5，且不同塔筒高度混合安裝，這樣，將對(duì)機(jī)組的發(fā)電量產(chǎn)生重要影響。由表2和圖2、圖3中的機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)可知，隨著風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)向的變化，上游機(jī)組尾流的影響也不斷變化，從而造成了國(guó)產(chǎn)2#與進(jìn)口28#兩機(jī)組之間的日發(fā)電量和月發(fā)電量差別的不斷變化。

究其原因：首先，上游機(jī)組吸收能量，造成下游國(guó)產(chǎn)機(jī)組發(fā)電量低；其次，尾流效應(yīng)造成能量損失；第三，當(dāng)上游機(jī)組為高塔筒的進(jìn)口機(jī)組，下游為低塔筒的國(guó)產(chǎn)機(jī)組時(shí)，與下游為相同塔筒高度的進(jìn)口機(jī)組相比，受上游機(jī)組尾流影響增加，下游國(guó)產(chǎn)機(jī)組的發(fā)電量損失更多；相反，當(dāng)國(guó)產(chǎn)機(jī)組處于上游，進(jìn)口機(jī)組處于下游時(shí)，因上游機(jī)組塔筒高度較低，則尾流對(duì)下游高塔筒機(jī)組的影響減弱，進(jìn)口機(jī)組發(fā)電量損失相對(duì)較小。

在該風(fēng)電場(chǎng)，有的國(guó)產(chǎn)機(jī)組安裝在塔筒較高的多臺(tái)進(jìn)口機(jī)組中間，勢(shì)必造成國(guó)產(chǎn)機(jī)組的發(fā)電量損失更大；部分國(guó)產(chǎn)機(jī)組雖安裝在風(fēng)電場(chǎng)的最外側(cè)，但因該風(fēng)電場(chǎng)沒(méi)有明顯的主風(fēng)方向，當(dāng)風(fēng)向變化、國(guó)產(chǎn)機(jī)組處于進(jìn)口機(jī)組下游時(shí)，會(huì)加劇國(guó)產(chǎn)機(jī)組的發(fā)電量損失。

正是上述原因造成了2#機(jī)組與28#機(jī)組日發(fā)電量和年發(fā)電量的差距。進(jìn)口28#機(jī)組安裝在眾多機(jī)組當(dāng)中，在各個(gè)方向上都或多或少地受到上游機(jī)組尾流的影響，有20天的日發(fā)電量均低于國(guó)產(chǎn)2#機(jī)組；當(dāng)2#機(jī)組不受或很少受到上游機(jī)組尾流影響，而28#機(jī)組受上游機(jī)組的尾流影響嚴(yán)重時(shí)， 如30、2、7、8、9、15、17 日，2# 機(jī)組的日發(fā)電量高出28#機(jī)組很多，其中30日和17日的日發(fā)電量差距最大，為28#機(jī)組的2倍左右；然而，當(dāng)28#機(jī)組受尾流影響較小，2#機(jī)組受上游機(jī)組尾流影響嚴(yán)重時(shí)，在27、3、4日28#機(jī)組的日發(fā)電量則是2#機(jī)組的2.5倍以上。28#機(jī)組機(jī)位受到上游機(jī)組尾流的嚴(yán)重影響，致使28#機(jī)組發(fā)電量大大降低，與此同時(shí)，2#機(jī)組則因少受或不受上游機(jī)組尾流的影響，由此帶來(lái)的發(fā)電量損失較小，造成了8月份28#機(jī)組的月發(fā)電量?jī)H為2#機(jī)組的一半左右。從全年來(lái)看，由于上游機(jī)組尾流作用，低塔筒的2#機(jī)組年發(fā)電量高于高塔筒的28#機(jī)組。比較2#與28#機(jī)組發(fā)電量還可以看出，隨著風(fēng)向的變化，每天、每月上游機(jī)組尾流對(duì)兩臺(tái)機(jī)組的影響會(huì)隨之變化，兩臺(tái)機(jī)組之間的相對(duì)發(fā)電量也發(fā)生變化。風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)向每年都有差別，風(fēng)電場(chǎng)各機(jī)組之間的相對(duì)年發(fā)電量高低也會(huì)因此而發(fā)生變化。

因此，該風(fēng)電場(chǎng)把不同塔筒高度機(jī)組混合安裝后，因上游機(jī)組的尾流影響，使得國(guó)產(chǎn)機(jī)組的發(fā)電量損失加劇，而進(jìn)口機(jī)組發(fā)電量損失相對(duì)較小。進(jìn)一步加劇了兩種機(jī)型之間的年發(fā)電量差別。

（三）國(guó)產(chǎn)機(jī)組的利用率略低于進(jìn)口機(jī)組

該風(fēng)電場(chǎng)的國(guó)產(chǎn)機(jī)組，其機(jī)架、葉片、齒輪箱和發(fā)電機(jī)等部件均是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)，單臺(tái)機(jī)組的采購(gòu)成本比進(jìn)口機(jī)組大約低400萬(wàn)元。由于機(jī)組國(guó)產(chǎn)化、國(guó)產(chǎn)整機(jī)廠(chǎng)家的維修和風(fēng)電場(chǎng)管理水平等因素的影響，國(guó)產(chǎn)機(jī)組的利用率略為偏低。

考慮了塔筒高度、機(jī)組布局以及機(jī)組利用率等對(duì)機(jī)組年發(fā)電量的影響后，進(jìn)口機(jī)組的單機(jī)平均年發(fā)電量應(yīng)比國(guó)產(chǎn)機(jī)組高10%左右，這與該風(fēng)電場(chǎng)多年的實(shí)際發(fā)電量統(tǒng)計(jì)完全吻合，因此，國(guó)產(chǎn)機(jī)組與進(jìn)口機(jī)組的實(shí)際運(yùn)行效率基本一致，國(guó)產(chǎn)機(jī)組不存在功率曲線(xiàn)問(wèn)題。

結(jié)論

兩種機(jī)型的塔筒高度不同、不同塔筒高度機(jī)組混合安裝以及機(jī)組利用率等造成了進(jìn)口機(jī)組的單機(jī)平均年發(fā)電量高出國(guó)產(chǎn)機(jī)組約10%；而非機(jī)組功率曲線(xiàn)問(wèn)題引起。

由本文分析可知，風(fēng)電機(jī)組性能及功率曲線(xiàn)優(yōu)劣，與機(jī)組發(fā)電量高低沒(méi)有必然的聯(lián)系。風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)組運(yùn)行功率曲線(xiàn)受氣候、地形等各種外界影響因素較多，難以簡(jiǎn)單地通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)組運(yùn)行功率曲線(xiàn)對(duì)機(jī)組性能實(shí)施較為準(zhǔn)確地評(píng)估。然而，機(jī)組發(fā)電量除受機(jī)組功率曲線(xiàn)的影響外，還受到其他各種外界因素的影響，尤其是受上游機(jī)組的尾流影響不容低估。因此，我們?cè)陲L(fēng)電機(jī)組設(shè)計(jì)和風(fēng)電場(chǎng)微觀(guān)選址時(shí)，應(yīng)注重塔筒高度的選擇和機(jī)組布置的合理性等，以提高發(fā)電量、延長(zhǎng)機(jī)組的部件壽命，避免不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

（作者單位：東方電氣風(fēng)電有限公司）