第1章 绪 论 足的信息，原因是MTBT只考虑了故障频次，却疏忽了机组停机的时间和停机时段风资源等影响发电量的因素。
梅华威学者发明了风电场发电量损失计算模式。它的原理是拿风机SCADA历史数据建立与功率特性相关的专家库[19]。利用构建的数据库得到多条实测功率曲线模型。将机组异常时段或丢风时段的实际测得风况数据带入到功率曲线模型，能够计算出风电场在某个时期的损失发电量。
一般情况下，在风电场选址时的风资源评估阶段需要对风电场理论发电量进行调研。但由于年平均风速的10%变化率、风电场功率特性与厂家保证的差异、机组技术上的可用性和电网限电等原因，造成实际发电量与理论发电量有很大的差异性。
综上所述，通过风电场容量系数、设备可利用率、平均无故障时间以及通过理论发电量与实际发电量的比值，能从某种程度上判断风电场出力情况，但对风电场损失的发电量无从知晓；而现有的风电场出力模型过于简单，无法进一步挖掘的风电场损失电量的具体原因。
1.3 本文的主要研究内容
传统的风电场性能评估往往从单一方面进行，缺乏全面性，本课题主要是从能量维度方面将可用风资源、风电场的功率特性、风电场的出力结构进行统一，提出了风电场性能的综合评估方法，对风电场性能进行有效、全面的评估。主要研究内容具体如下：
综合研究了风电场性能特点，总结其性能规律，提出了风电场性能评估算法模型，该模型以能量维度为尺度，综合考虑衡量风电场性能的三方面因素，使得该模型能够对风电场性能进行全面的评估。
研究了风电场性能功率特性方面的评估方法。研究了基于机舱风速计的风电机组功率曲线评估方法，并在此基础上进行拓展，提出了风电场整体层面的功率特性评估方法，并计算了AEP不确定度。
研究了风电场性能风电场出力方面的分析方法。提出了风电场出力结构模型，并提出Inner-DBCAN等算法来识别风电场内机组的不同运行状态，对机组运行数据进行分类，计算出风电场在每种状态下的实际发电量和损失发电量。
结合风电场实例，对提出的风电场性能评估算法模型进行验证和分析。研究了利用混合NTF校正风电场整场机舱风速和全场中值插补等数据预处理方法，将全场风速数据标准化，结合风电场功率特性评估和风电场出力分析算法，得到理论发电量、两种应发电量、每种损失发电量和超发电量，最终得到两种EBA和每种能量损失率等。
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东北电力大学工学硕士学位论文 1.4 文章的结构和章节安排
文章首先以能量维度为尺度，综合可用风资源、风电场功率特性和风电场出力结构，提出风电场性能评估算法模型，然后针对算法模型中的风电场功率特性评估算法和风电场出力分析算法进行专门研究，最后利用风电场实例验证本文提出算法模型的有效性。全文共6章，划分为四部分，即引论（第1-2章）、风电场性能评估算法模型（第3章）、风电场性能评估算法模型关键步骤(第4-5章)，风电场性能评估算法模型验证（第6章）。
第1章是绪论，回顾了课题的来源以及相关的研究动态，在1.3节中概括了本文的主要研究内容。
第2章系统的分析了当前风电机组和风电场的重要组成、机舱自由流获取方法、风电场功率特性判定指标，为后续进行风电场性能综合评估提出作了技术铺垫。
第3章从能量维度上综合了可用风资源、风电场功率特性和风电场出力结构，将三者统一到一个标准下，提出风电场性能评估算法模型。
第4章主要论述了基于机舱风速计的风电场功率特性评估算法，对该方法中校正机舱风速的机舱传递函数进行了研究分析，得到最佳形式的传递函数为Binned-NTF；然后对提出的方法进行实验验证，并与原有的功率特性评估方法进行对比，最后对本章内容进行总结。
第5章针对风电机组不同的运行状态进行了研究，定义了一个由4部分组成的出力结构，然后分别利用提出的Inner-DBSCAN 算法、边缘识别算法、数据重聚类等算法进行机组数据分类，得到机组和风电场不同运行状态下对应的数据，并计算出实际发电量和不同状态下的损失发电量或超发电量。
第6章结合风电场实例，对风电场性能评估算法模型进行验证和分析，通过与已有的算法进行实验对比，验证本文提出方法的有效性。
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第2章 风电场性能评估相关信息及理论分析 第2章 风电场性能评估相关信息及理论分析
风电场是以风电机组为基本构成单位，基于地理环境、风况、气候因素、电气因素和现实条件进行布局设计的，本章首先对风电机组及风电场的组成进行分析。机舱自由流风速测定方法是评估风电场性能的重要基础，对两种机舱自由流风速测定方法进行了分析。风电场功率特性是风电场性能的基础，因此最后对风电场功率特性中的功率、风能利用系数和年发电量进行了分析。
2.1 风电机组及风电场组成分析
2.1.1 风电机组结构分析
经济在不断进步，人们对于风电技术也有了更高的追求，发电水平也不断提升，风电场的规模逐步增大，随之产生了各式各样的风电机组。尽管单机容量不断提高，但是它的基本组成结构基本上是不变的，一般主要包括以下几部分，见图2-1。
图2-1 风电机组结构示意图
风电机组的重要组成结构如下：
（1）叶轮 它把风能转化为机械能。叶轮在风机结构中占有最重要的位置，并对它的成本和性能有着重要影响。目前市面上大多为三叶片、上风式。
（2）传动系统 风机中的转动零部件均为传动系统。
（3）机舱和偏航系统 包括底板、机舱盖和偏航系统。偏航系统是允许风轮得到最大风能的转向结构，它的主要构件是齿轮。
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（4）控制系统 由机舱柜、传感器等构件组成。在非常恶劣的条件下，风电机组的控制系统需保障机组运行在稳定的电压和频率下，同时起到监管的职责，作为一种反馈系统能够监察每个部件在运行过程中出现的异常状况，一旦不正常运行就会发出报警信号，作出自动停机等反应。
2.1.2 风电场组成结构分析
风电场是风电机组运行所依托的载体，它的电气部分组成和风电场排布方式对风电场的实际发电量的多少起着直接作用。
（1）风电场的电气结构分析 风电场的电气结构组成主要包括N台风电机组、箱式变压器、集电线路、升压变压器和风电场送出线路，如图2-2所示：
图2-2 风电场电气组成
①箱式变压器。它将风电机组的电压从六百九十伏升压至十千伏或三十五千伏，每台风电机组和一台箱式变压器一一映射。
②集电线路。风电机组发的电经由箱式变压器进行升压，然后由集电线路把电输送至升压站。
③升压变压器。升压站中的升压变压器对电力进行升压，然后送出。 ④风电场输出线路。升压变压器把电压提升后通过线路送到电网。
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