[请教] 用“刚体定轴转动定律”来研究风力发电机的功率曲线，属于“0-1”创新吗？感谢您的指教！

风力发电机机械惯性的作用（张玺硕士学位论文，2015）

   用“刚体定轴转动定律”来研究风力发电机的功率曲线，我们一直未见到他人的相同或类似文献。

   2015年12月张玺同学的硕士学位论文《冬季风、夏季风性质差异对风电预测的影响》，第5.5节“风力发电机机械惯性的影响及风电功率预测的提高”已经从原理上基本上说清楚了。

   2016-02-24的中国科学院科学智慧火花《计及风力发电机机械惯性的更精确“风速-功率”关系》，做了进一步的直观解释。

（1）张玺同学的硕士学位论文，封皮。

（2）第40页截图。

（3）第41页截图。

   水平轴风力发电机“风速-出力”关系（功率曲线）散点图的分散性，成因是多样的。基本上可以分成两大类，即“风”（风速、风速的变化、风向及其变化、风切变、湍流，尾流，空气密度，地形，等），以及“风机”（偏航角、桨距角、各种控制的死区，机械惯性，塔影效应、叶片的变形、风对叶片和风塔的压力；限制出力，等）多种具体因素引起。其中一个确定型的作用，即风机的机械惯性引起的叶片转速和大自然风速的差异。这种差异有两种基本的成因：出力消耗的能量，以及叶片和发电机转子、齿轮变速等物理学的机械惯性引起的储能。

   从能量过程看：叶片吸收的风能 = 出力 + 叶片等的机械储能 + 损耗。设计合理的风机，各种损耗的比重并不太大，因此有：叶片吸收的风能 ≈ 出力 + 叶片等的机械储能。

   可见，降低叶片等的机械储能（机械转动惯量），是有利于降低“风速-出力”分散性的机理性方法。具体些，就是叶片“降低重量、几何形状矮胖、增大迎风面积”，以及发电机“转子几何形状要细长（降低机械转动惯量）”。现在水平轴风机的叶片细长，“矮胖”的意思就是叶片变短、变宽。

   此外，降低叶片的重量，还可以提高轴承的寿命，降低“切入风速”等。是低风速风机设计应该考虑的因素之一。

   “刚体定轴转动定律”，他人主要用于风机的控制方面。未见到用于功率曲线的研究。我国学者叶小岭、杨茂等老师，考虑了机械惯性以提高出力预测，但基本上都属于“数理统计学”类型的研究。按照杨茂老师2018年的综述文献《风电机组风速一功率特性曲线建模研究综述》等可见，国际范围研究功率曲线几乎都集中在数据分析和智能挖掘方面。因此请教：我们的机理性研究，是否属于国际范围“0-1”性的原始创新？

参考文献：

[1] 乔颖，鲁宗相，闵勇．提高风电功率预测精度的方法[J]．电网技术，2017，41(10)：3261-3269．

[2] 杨茂，杨琼琼．风电机组风速-功率特性曲线建模研究综述[J]．电力自动化设备，2018，38(2)：34-43．

[3] 叶小岭，陈浩，郭晓杰，等．基于风速升降特征的短期风电功率预测[J]．电力系统保护与控制，2016，44(19): 56-62．

[3] 杨茂，翟冠强，苏欣．基于风特征分析的风电机组异常数据识别算法[J]．中国电机工程学报，2017，A1：144-151．

[4] LydiaM, Kumar S S, Selvakumar A I, et al. A comprehensive review on wind turbine power curve modeling techniques [J]．Renewable & Sustainable Energy ReviewS，2014，30：452-460.

[5] Carrillo C, Montano A F O, Cidras J, Diaz-Dorado E. Review of power curve modelling for wind turbines [J]. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 2013, 21: 572-581.

[6] Pandit R K, Infield D, Kolios A. Comparison of advanced non-parametric models for wind turbine power curves [J]. IET Renewable Power Generation, 2019, 13(9): 1503-1510.

[7] Dongre B, Pateriya R K. Power curve model classification to estimate wind turbine power output [J]. Wind Engineering, 2019, 43(3): 213-224.

相关资料：

[1] 冬季风、夏季风性质差异对风电预测的影响[D]. 张玺，天津大学，硕士，2015年12月．

http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10056-1017057645.htm

[2] 2016-02-24，计及风力发电机机械惯性的更精确“风速-功率”关系，杨正瓴，中国科学院科学智慧火花．

http://idea.cas.cn/viewdoc.action?docid=45013

[3] 杨正瓴，刘仍祥，李真真. 基于季风和大气压分布的我国风电功率预测研究（Survey on China wind power prediction based on monsoons and atmospheric pressure distribution）[J]. 分布式能源（Distributed Energy）, 2018, 3(2): 29-38.

http://der.tsinghuajournals.com/CN/Y2018/V3/I2/29

http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-FBNY201802005.htm

相关链接：

[1] 2019-12-30，为了我的国（2019献计：低风速风机叶片）

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1212051.html

[2] 2020-01-02，2019年小结（真傻）

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1212599.html

[3] 2019-12-07，《科学网》博克第 12 年开始！（俺在科学网开始第12年）

http://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1209120.html

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