术语表 · 风电
额定风速
风机达到额定功率的最低风速,现代公用事业规模风机一般为 10–13 m/s。
风速介于切入风速和额定风速之间时,风机运行在“第 2 区”:控制器调节叶轮转速,保持最佳叶尖速比,尽量多吸收功率,所以出力大致随风速的三次方上升。高于额定风速(“第 3 区”)后,变桨控制把出力限制在铭牌功率,放掉风中多余的能量。
额定风速取决于发电机和叶轮的大小搭配,通常用比功率(每平方米扫风面积的额定功率,W/m²)表示:
Prated = ½ ρ A Cp vrated³
- 高比功率(400–450 W/m²):额定风速约 12.5–13.5 m/s,适合 IEC I 类高风速场址
- 低比功率(200–300 W/m²):额定风速约 9.5–11 m/s,大约 2015 年以来成为陆上风电的主流
- 海上(300–400 W/m²):额定风速约 10.5–12 m/s
额定风速越低,风机达到满发的时间越多,容量系数更高,出力也更平稳,代价是每 MW 的叶轮更大更重。Berkeley Lab 分析美国项目后认为,过去十年陆上风电容量系数的提升,很大一部分来自这种向低比功率的转变。