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说起风力发电,首先我们需要讨论的风,让我们走进风的世界,共同讨论关于风的那些事。

(1)风速的统计分布

关于风有哪些故事(关于风的那些事)(1)

风速是随机量,最常用来表示风速的密度函数是威布尔密度函数,它的概率密度函数pd(v)为

关于风有哪些故事(关于风的那些事)(2)

式中,v是风速;K是形状因子;A是比例因子。

关于风有哪些故事(关于风的那些事)(3)

以上是A为7m/s时,K取不同值时的威布尔概率密度。

关于风有哪些故事(关于风的那些事)(4)

以上是k为2时,A取不同值时的威布尔概率密度函数。

根据观察经验知,在大多数地区,风速都遵从威布尔分布。而且,对于大多数风速分布曲线,k值接近于2。

少量的观测即可显示出风速分布呈现威布尔型。当k增加时,曲线高度增加,表明曲线变得更狭窄、拖尾也变得更小,即更大风速的概率迅速下降。这表明k值更高时风能将减少。也就是说,对于两个风速分布,平均风速相同但k值不同,例如k=2和k=3,那么后者对应的风能较少。

风力等级

关于风有哪些故事(关于风的那些事)(5)

风力等级一般按照风力在50m地面高度(AGL)的功率密度对其划分等级,这是惯例协法。根据10m和50m高度功率密度,划定如上表。为了实际应的便利,将风速范围与功率密度分布关联起来。需要注意的是,这种把功率密度和风速一一対成的方式仅仅在k=2时成立。即当某地的风速符合瑞利分布分布时。这种关系才是正确的。

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