【干货】理论计算风电机组等效小时数上限

  等效小时数是衡量项目发电性能的重要指标，简单地说，它就是年发电量与容量的比值。对于单台机组，它是单机年发电量与机组容量之比；而对于一个风场，就是全场年发电量与全场装机容量之比。

  有些时候，我们会遇到一些对于等效小时数的表述或保证，这些表述是不是正确，又该怎么样做较快地断定呢？今天，咱们就来分析一下特定条件下等效小时数的理论上限。

  首先，我们要了解目标机组容量、风轮直径、切入切出风速等机组信息，以及风场空气密度、风速分布、折减系数等信息。

  本文我们以2MW-100机组（虚构机型）为例，切入切出风速分别取3m/s与25m/s，全风速段整机Cp取0.46（由于部件效率和自耗电因素，整机Cp不可能在全风速段保持0.46），空气密度取标况空气密度，折减系数取90%（该数值可调，本文为计算理论上限，故取较高数值）。

  对于整机Cp不可能在全风速段保持0.46的原因本文不再解释，详细解释可参见《功率曲线打假技术简介》与《想算动态功率曲线？Excel就够了》。

  1、计算理想功率曲线。根据风电机组能量转化的理论公式，并将Cp取上限，能够获得该机组在特定条件下的理想功率曲线，即满发之前从始至终保持Cp最优为0.46，后续将该机组称为2MW-100理想机组。

  2、计算各风速段等效小时数。根据风速分布分别计算不同风速段对应的等效小时数，其中：

  3、对全风速段等效小时数求和。可得到2MW-100理想机组在标准空气密度下，平均风速为7m/s，且风速分布为标准瑞利分布时的等效小时数为3460h。

  考虑不同的平均风速，以及不同的威布尔分布的形状参数k值，能够获得2MW-100理想机组在不同条件下的等效小时数上限。

  可以看出在风速分布符合瑞利分布时，等效小时数上限在年平均风速10m/s时达到最高约5000h；而在年平均风速为7m/s时，无论风速分布如何变化，等效小时数上限不会超过3500h。

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