0 前言

随着风电规模的不断增大，准确评估风电场发电量，是降低风电项目投资风险的关键[1]。因此IEC针对空气密度影响提出相应的修正公式，且为减小风向及风切变的影响，对被测风电机组的选址及测量数据筛选提出明确要求[2]。但湍流强度作为风电机组产能的影响因素之一[3]～[5]，是众多学者和项目投资人关注的热点问题。

对于如何减小由于风电场湍流强度引起的发电量估算的误差，国内外均有一定的研究成果。目前，学者针对湍流强度对风电机组的影响研究，集中在修正风电机组的功率曲线和研究湍流对风电机组性能的影响这两个方面。文献[6]，[7]提出风电机组输出功率统计曲线的湍流强度修正方法，来降低风电机组输出功率的不确定度。文献[8]详细介绍了新版IEC标准的一种湍流强度规格化风电机组测量功率曲线的方法。文献[9]通过测试数据和GH BLADED软件仿真分析，验证风电机组结构部件疲劳等效载荷与湍流强度的强相关性。文献[10]仿真分析了3种不同湍流强度影响下风电机组的疲劳载荷以及风电机组的发电量，揭示出随着湍流强度增加，发电量呈现递减的趋势。文献[11]通过仿真对比静态（零湍流）功率曲线和动态功率曲线，分析了动态功率曲线对发电量的影响。文献[12]基于6种不同地形的湍流强度日变化和年际变化规律，针对风力发电机组及风电场设计提出相应的应对措施。文献[13]根据“湍流圆”模型，通过FLUNT软件仿真验证了湍流强度影响风力机的输出功率。

上述文献均是以湍流强度修正风电机组的功率曲线来研究风电上网电量以及性能的影响，并未深入探讨湍流强度与发电量的内在关系。本文提出利用风电场实际风资源数据，考虑湍流变化影响，直接计算风电场的年发电量，通过与修正功率曲线的方法和实际风电机组的年发电量对比，研究该方法的有效性。

1 风电场计算上网电量原理

湍流强度表达式为

 

式中：I为风速为¯时的湍流强度；为吹向风力机的10 min平均风速；σ为每10 min平均风速的标准差。

风力机的输出功率为[11]

 

式中：)为风力机的输出功率；ρ为空气密度；D为风轮直径；Cp为风轮功率系数，一般取0.43～0.45；η1为传动系数，一般取 0.92；η2为发电机效率，一般取0.95。

以该风电场一号机位风电机组为例进行发电量计算分析，该风机型号VASTAS80-2.0 MW，主要参数如表2所示。

根据构架及轮对垂向受力可列出静力学平衡方程，结合4个轴箱变形协调条件可求得转向架4个轮轮重大小FWi(i=1,2,3,4)，如式(2)所示。

 

将1 a中每10 min的风速数据序列分别在静态功率曲线和动态功率曲线下数值积分即可得到静态功率曲线下的年发电量W3和动态功率曲线下的年发电量W4。

2 实时湍流影响下的年发电量

2.1 实时湍流影响下的年发电量

将风电机组瞬时输出功率表达式[式（2）]按二阶泰勒展开为式（4），并结合瞬时功率表达式和湍流强度表达式[式（1）]，可得到风力机10 min平均功率与湍流强度及风速间的关系，如式（5）所示。

 

式中为 10 min 平均功率；为理论功率对风速的二阶微分。

这样就得到了湍流强度与风电机组输出功率的直接对应公式，10 min吸收平均动态功率由理论功率与动态功率变化量组成。理论功率对风速的二阶微分与湍流强度两部分共同作用于动态功率变化量。湍流强度决定动态变化量的波动幅度，理论功率曲线对风速的二阶微分决定功率的变化趋势。

根据新疆某风电场测风塔资料，场址西北部风速和风能密度较高，场区全年盛行东南风。80 m高年平均风速为7.7 m/s，风功率密度为445 W/m2，满负荷等效小时数为4 647小时，属于Ⅱ类风区，空气密度为1.109 kg/m2。风速服从威布尔分布的A参数为 8.7，K参数为 2.46。 风机型号为VASTAS80-2.0 MW。测风塔各高度平均湍流强度统计如表1所示。

由于梯形法数值积分计算速度快，因此本文选用梯形求积法计算年发电量。基本思想是将整个积分区间[1，52 560]分成 52 559个子区间 ，其中x1=1，x52560=52 560，这样定积分问题便转化为求和问题。

从图2可以看出，受湍流强度的影响，风机在低风速区间内，动态功率曲线将高于静态功率曲线；在额定风速点附近时，动态功率曲线将低于静态功率曲线，额定风速向后推移，风机延迟满发。

 

按照上述数值积分的要求，将每10 min的风电机组功率值序列P10min在52 559个时间段内积分求和可得到一年中总的发电量值W。

2.2 计及风速标准差误差的发电量估计

计算出1 a中10 min级平均风速标准差的标准差后，计算考虑数据统计误差的湍流强度值，然后按照2.2节原理算出该风电场年发电量值W2。

事实上10 min平均风速的标准偏差值是一个随机变量，一般服从正态分布规律。故不能简单地将10 min平均风速的标准偏差直接除以平均风速作为湍流强度值。较为精确的算法是在平均风速标准偏差的基础上再加上一个平均风速标准偏差的标准偏差，即：

 

根据 IEC61400-1 （第三版）的规定， σi≥1.28 σσ，这样σi可以涵盖平均风速标准偏差正态分布下90%的比例。计算出平均风速标准差的标准差后，再利用式（8）计算出一年10 min时间间隔的湍流强度，再结合2.1节原理计算出发电量。

3 算例分析

风能资源评估标准要求利用10 min级风速来估算风电场的年发电量，那么湍流强度值也必须要求有相同的时间间隔，故1 a每10 min间隔湍流强度值共有52 560个。计算发电功率之前须要将风电场每10 min的平均风速和风速标准差带入式（1），计算出1 a中每10 min的湍流强度序列，再将数据带入式（5），计算出对应1 a中每10 min时间间隔的风力机输出平均功率序列，由于平均功率是离散的，利用数值积分的方法可以计算出发电量。

 

表1 各高度湍流强度统计Table 1 Statistical tables of turbulent intensities at various heights

  

高度/m 1 0 3 0 5 0 7 0 I T 0.1 6 7 0.1 4 7 0.1 4 2 0.1 2 2 I 15 0.1 0 8 0.0 9 5 0.0 8 6 0.0 8 0

从表1可知，随着高度增加，其平均湍流强度及15 m/s风速的平均湍流强度逐渐降低。按照风电场风能资源评估方法（GB/T18710-2002）中湍流强度的划分，该区域各层平均湍流强度较低（0.10＜IT＜0.25），属于中等湍流强度，对风机的性能有一定影响。

子宫肌瘤是一种育龄期女性常见的良性肿瘤，其可使得患者的子宫功能和结构发生改变，且会对女性的生育功能造成影响[1]，因此，采取有效措施为子宫肌瘤伴不孕患者实施治疗十分必要，手术是目前治疗子宫肌瘤伴不孕的主要方法，但是若患者同时合并糖尿病的情况，则患者较易出现相关并发症的情况[2]。该次研究以2016年1月—2017年6月收治的40例患者为研究对象，总结宫腹腔镜子宫肌瘤剔除术的应用价值，报道如下。

将风电场统计2016年1 a中的10 min平均风速和平均风速标准差数据带入湍流强度定义式中，得到风电场10 min级湍流强度变化曲线（图 1）。

近些年，医患纠纷问题频频出现，在微博、微信等社交媒体上引起了热烈的讨论，不得不承认。有些患者及其家属由于对医护行业缺乏了解，所以容易造成不必要的误会，但是不可否认的是，医护行业的确存在着操作失当的问题，这种医患纠纷的存在不仅对医院的形象造成了影响，最重要的是，医疗护理操作的失范问题对患者的健康造成了威胁，使得患者对就医产生恐惧心理，进而造成严重的社会恐慌问题。

此文纳入计算研究分析的1000例样本均来源于为2017年4月—2018年4月期间参与体检的职业健康查体的人员，女性100例，男性900例，最大年龄数值77岁，最小年龄数值30岁，中位年龄数值（50.21±3.21）岁，最长接尘工龄为35年，最短接尘工龄为2年，中位接尘工龄数值为（18.21±3.21）年。

  

图1 新疆某风电场1 a中10 min级湍流强度变化曲线Fig.1 10 min grade turbulence intensity variation curve of a wind farm in Xinjiang for one year

风电上网电量为

作为一个从事教育工作的中年人，每天都要承担来自工作和生活的压力。生活中的压力不小：父母已经进入老年，他们的健康状况远不如从前，经常生病需要照顾；孩子正在读书，他的学习状况是从教多年的教师妈妈最揪心的，总认为好孩子养在别人家。工作中的压力也不小：自身教育教学素养需要提高，班级学生的学习和思想状况需要关注，家校之间的沟通需要重视。

 

表2 VASTAS80-2.0 MW风机的主要参数统计表Table 2 Statistical table of main parameters of VASTAS80-2.0 MW wind turbine

  

参数 参数值风轮直径/m 8 0空气密度/k g·m-3 1.2 2 5切入风速/m·s-1 4切出风速/m·s-1 2 5额定风速/m·s-1 1 4发电机额定功率/k W 2 0 0 0

将1 a中10 min级湍流强度值，按照2.1节原理计算出实时湍流下的风电场年发电量值W1。

对10 min的风速标准差σ进行正态检验，确定其服从正态分布后，利用MATLAB软件编程计算风速标准差的标准偏差。计算正态分布结果如表3所示。

 

表3 平均风速标准差的正态分布参数统计表Table 3 Normal distribution parameter statistics of mean wind speed standard deviation

  

期望 期望的置信区间 标准差（σ σ） 标准差的置信区间0.6 6 9 7 [0.6 6 6 3，0.6 7 3 0]0.3 8 8 3 [0.3 8 5 9 ，0.3 9 0 6]

目前，国内使用的主流测风设备均能提供10 min平均风速的标准偏差σ。计算风场湍流强度特征值的普遍方法，是计算出每10 min的湍流强度I后，按照bin分速法取所有数据或者某段数据的平均值。

按照IEC标准给出的标准湍流风模型，仿真计算了空气密度为1.109 kg/m3时风电机组切入到切出的静态功率曲线和I=0.121 7时的动态功率曲线，如图2所示。

  

图2 风电机组功率特性曲线对比图Fig.2 Comparison of power characteristic curves of wind turbines

锆材中杂质元素的常用检测方法多采用分光光度法[5]、火焰原子吸收光谱法(FAAS)[6]、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)[7-9]等。分光光度法适合于常量元素的分析；FAAS灵敏度高、检出限低，但测定周期长，操作繁琐，不适合多元素的同时分析；而ICP-AES由于具有灵敏度高、检出限低、精密度高、准确度好、动态线性范围宽、基体效应小、多元素同时测定等诸多优点，广泛应用于微量及痕量元素的测定[10-13]。

排查清楚后，要把着眼点放在这样三个地方：首先放在幸福指数高的人身上，把他们培养成我们的骨干，让他们有更高的尊严，成为我们工作的助手。其次，形成和制定一些工作原则，比如：开展什么活动啊，搞个什么比赛啊，然后，让骨干多费心，稳定一个大多数。最后，重点去关照那些最不幸福的，给他们足够的关心，逐渐拉近他们的感情，不求他们一定处处满意，处处快乐幸福，但求他们能从感情这一点出发，心里有安慰，平和稳定。

上式并未体现湍流强度对发电量的影响。本文提出的计及湍流来计算发电量的方法，是将风力机的瞬时输出功率表达式[式（2）]按二阶泰勒展开并结合瞬时功率表达式和湍流强度表达式[式（1）]，可得到风电机组10 min平均功率与湍流强度及风速间的关系。

以上4种方法估算得到的新疆某风电场2016年发电量如表4所示。

 

表4 新疆某风电场2016年发电量估计Table 4 Power generation estimates for a wind farm in Xinjiang in 2016

  

?

由表4可见，考虑风速标准差误差的实时湍流下的发电量最接近该风电场实际年发电量，实时湍流下的发电量估计方法次之，用修正功率特性曲线的方法计算上网电量方法的误差最大。

4 结论

本文对湍流强度影响下的上网电量估计方法进行了研究。引入泰勒公式和数值积分的方法，结合新疆某风电场的气象数据，分析1 a中湍流强度10 min级变化情况，考虑平均风速标准差的标准差，利用实时湍流强度值估算年上网电量，将计算结果与利用湍流强度修正功率曲线而估算发电量的常规方法对比分析，得到以下结论。

这个你有时是周大毛，有时周阿龙，有时是这个，有时是那个。也就是说这个在周小羽嘴中的你也是经常变化的，谁老是在老樟树下等他，给他讲常爱兰的故事，他就跟谁说，我爸说的，说你有一次在哪里和谁困在一起。

①实时湍流计算发电量方法清晰表示了湍流强度与发电量的直接对应关系。

②利用修正功率曲线方法计算得到的年发电量与实时湍流强度估算的年发电量值相差较大，通过与实际发电量对比，验证了修正功率曲线的方法并不能反映湍流影响下的实际发电情况。

③实时湍流强度估算发电量的方法，考虑了数据统计的误差，并且避免了由于假设风资源模型而带来的误差，故该方法估算发电量的值与实际发电量的值最接近，验证了该方法的适应性。

本文研究结果为今后精确估计风力发电机组实际上网电量提供了新思路。就低风速风电场来说，低风速段风能所占比例较大，故推断中等湍流强度将有利于低风速风电机组发电。在下一步研究工作中，将推广本文的发电量算法到新兴的低风速发电项目中，从湍流强度对风电场的管理策略影响入手，研究低风速风电场对湍流强度的敏感度，从而规避由于湍流强度造成的发电量损失风险，使风电场总产能达到最优。

3.2.3 加强围手术期的健康宣教。制定导管健康教育处方,责任护士根据患者病情,针对可能安置引流管者,根据健康教育处方内容逐项向患者宣教,特别是置管的目的、位置,可能引起的不适及应对方法,拔管时间等,也可以讲述以往患者的经验,减轻患者的恐惧感,让其做好充分的心理准备,并复述,直至掌握,当安置导管的患者出现不适时,及时处理,给予鼓励,反复强调留置管道的重要性及必要性、注意事项等,得到病人及家属的心理支持,如有特殊困难,做好患者及家属的心理护理,尽量解决患者疑虑。

参考文献:

[1]李伟，姚晖，王焕奇，等.发电量估算不确定性对风电项目投资决策的影响[J].风能，2014（9）：78-81.

[2]IEC61400-12-1，Power Performance Measurements of Electricity Producing Wind Turbines（2005）[S].

[3]王承凯.风场湍流强度的计算及其对风电机组选型的影响[A].2008年中国电机工程学会年会论文集[C].西安：龙源电力集团股份有限公司，2008.1-8.

[4]王明军，高原生.风电机组实际运行功率曲线影响因素分析[J].风能，2013（4）：74-79.

[5]廖明夫，Gasch R，Twele J.风力发电技术[M].西安：西北工业大学出版社，2009.100-101.

[6]韩花丽，张根保，杨微.湍流强度对风电机组测量功率曲线的影响及修正 [J].太阳能学报，2015，36（6）：1442-1447.

[7]李翠萍，俞黎萍.湍流强度修正风力发电机组功率曲线方法的研究[J].可再生能源，2014，32（4）：466-468.

[8]薛扬，秦世耀，焦渤，等.湍流强度规格化风电机组测量功率曲线的方法研究[J].电气应用，2016（6）：68-71.

[9]付德义，薛扬，焦渤，等.湍流强度对风电机组疲劳等效载荷的影响[J].华北电力大学学报（自然科学版），2015，42（1）：45-50.

[10]欧阳华，巫发明，王靛，等.湍流强度对兆瓦级风电机组的影响[J].大功率变流技术，2013（3）：82-86.

[11]申新贺，潘东浩，唐继光.大型风电机组功率曲线的分析与修正[J].应用能源技术，2009（8）：28-32.

[12]李鸿秀，朱瑞兆，王蕊，等.不同地形风电场湍流强度日变化和年变化分析[J].太阳能学报，2014，35（11）：2327-2333.

[13]曹冲，毛思禹，周鑫.湍流对风力发电机输出功率影响的研究[J].广东电力，2011，24 （5）：29-33.