平均风速敏感度分析方法探究

可以把风电场产能评估的不确定性分为两组：影响年平均风速的不确定性和直接影响发电量（能量)的不确定性，前者可以通过敏感度分析来转化成后者。

如果风场的平均风速降低1%，发电量会降低多少？回答这个问题的过程就是平均风速敏感度分析的过程。平均风速敏感度主要与威布尔分布和风机功率曲线有关。

令第i个风速区间的概率为f_i，风力发电机的发电功率为P_i，则年发电量AEP为

保持威布尔分布的k参数不变，仅平均风速降低1%，根据式（4-29)求得新的f_i，进而求得新的AEP。

那么，平均风速敏感度的计算方法为

敏感度和平均风速并非严格线性相关的，因此需要计算P50平均风速附近的敏感度。获取敏感度后，就可以方便地将风速的变化与发电量的变化对应起来了。

【例6-1】 某额定功率为3MW风力发电机的功率曲线如表6-2所示。该风力发电机轮毂高度的威布尔分布k参数为2.1，年平均风速为8m/s。求发电量评估的敏感度是多少？

表6-2 某额定功率为3MW风力发电机的功率曲线(www.xing528.com)

根据威布尔累积函数式（4-29)求得各风速区间的概率和AEP₁如表6-3的第2列和第3列所示。平均风速降低1%为7.92m/s，以同样的k参数带入式（4-29)求得新的概率和AEP₂如表6-3的第4列和第5列所示。

根据表6-3，可以求出AEP₁=9721.3MWh/年，AEP₂=9548.8MWh/年。

因此，根据式（6-8)可以求得敏感度为

可见，若平均风速降低1%，则年估算发电量AEP降低1.77%。

表6-3 某额定功率为3MW风力发电机的功率曲线

这个例子只是计算了一台风力发电机发电量的平均速敏感度。风场是由很多台风力发电机组成的，而每台风力发电机的威布尔分布参数并不一定相同。如果海拔落差较大，那么空气密度也会有差别，而功率曲线是与空气密度对应的。因此，需要分别计算每台风力发电机的敏感度然后求和，也可以采用风场整体的功率曲线和威布尔分布参数直接计算。