风速的数字模型。

在风力发电模拟系统中，风场模拟是一个关键环节，虽然通常认为风场符合Weibull分布(三参数)，但它并不能很好的反映实际风场;后来提出了四参数混合模型,该模型弥补Weibull分布的缺点，但其参数的估计计算相当繁琐；针对实验室模拟风场，提出了一种计算简便的风速数学模型，该模型将自然风速分为基本风速、阵风、缓慢变化风速和噪声风速4部分组成。1、基于Weibull双参数分布的模拟风场的算法根据实验测出的风速数据，经过假设检验，得出风速r符合Weibull双参数分布，其概率密度为kCvkeCvCkvf)(1)()(其中，k为形状参数，是一个无因次量;C为尺度参数，其量纲与速度相同。与上式等价的风速的分布函数为kCvedvvfvF)(01)()(2、风速数学模型为了较精确地描述风能的随机性和间歇性的特点，风速变化的时空模型原则上通常用以下4种成分来模拟:基本风速wbV、阵风wgV、缓慢变化风速wrV和噪声风速wnV2.1基本风速它在风力机正常运行过程中一直存在，基本上反映了风电场平均风速的变化，风力发电机向系统输送的额定功率的大小也主要由基本风来决定。可将风电场测风所得的Weibull分布参数近似确定，即)11(kRVwb一般认为基本风速不随时间变化，因而可以取常数。bwbKV2.2阵风为描述风速突然变化的特性，可用阵风来模拟，在该时间段内风速具有余弦特性，在电力系统动态稳定分析中，特别是在分析风力发电系对电网电压波动的影响时，通常用它来考核在较大风速变化情况下的动态特性（电压波动特性）。gggggVTTtTTTtGwg111max02cos12其他其中，maxG为阵风峰值；gT为阵风周期；gT1为阵风开始时间；t为时间。2.3渐变风速对风速的渐变变化特性用渐变风来模拟。rrrrrrrwrTTTtRTtTTTtV2r22rmax21r121max1rTt0TTRTt0其中，maxR为渐变风最大值；1rT为风速渐变开始的时间；rT2为风速渐变结束的时间；rT为渐变风保持时间。2.4噪声风速为描述在指定相对禽度上风速变化的随机特性，可用随机噪声风速来模拟)5.0()()2cos()(234222)(12211iStSViFFKiviiniivwniiN其中，i是第i个分量的角频率;为随机分量的离散间距;i为在0〜2π之间服从均勻概率密度分布的随机变量;NK为平面扩张系数;F为紊乱尺度因子；为在参考高度的平均风速;)(ivS为第i个随机分量的振幅。综合上述4种风速描述，可建立实际风速模型为wnwrwgwbwVVVVV