风电场出力变化特性分析

风速永远在变化，这对电力系统有不同的影响。不同的时间及区域范围内，德国风电场出力变化的相关系数统计情况如图8-1所示，图中，r为出力变化相关系数，r=ΔP/P_N，ΔP为出力变化容量，P_N为额定出力，横坐标l为距离。

图8-1 德国风电场出力变化相关系数r统计情况图(www.xing528.com)

由图8-1可知：时间范围越小，风电场出力的波动越平滑；风电场分布区域范围越大，风电场出力的波动也越平滑。对于一台风轮机而言，逐秒的功率变化已经可以平滑化，变速风轮机巨大的旋转叶片的惯性可以使快速阵风的影响减弱。变速风轮机的转子变速可以吸收掉逐秒的功率变化。一个103MW的风电场记录的极限斜率数据为：（4%～7%）P_N/s、（10%～14%）P_N/min及（50%～60%）P_N/h。对于一个地理分布为更大区域的风电场而言，逐秒和逐分的变化将不再明显，每小时的变化也远小于（50%～60%）P_N。当区域面积达到200km×200km时，每小时最大波动大约为（±30%）P_N；当区域面积达到400km×400km（例如德国等），每小时最大波动大约为（±20%）P_N；而在覆盖数国的更大区域上，每小时最大波动约为（±10%）P_N，例如北欧国家。这些都是极端数值，大多数时间里，每小时变化将在（±5%）P_N以内。

虽然风电场的出力变化会随着地区的不同而不同，这与该地区的风能资源密切相关，而该地区的风能资源又与气候条件、地形、海陆及所研究的地区面积大小等相关。但尽管如此，风力发电的波动模式、平滑特性却是大规模风电场发电具有的共同特性。