风力发电机组的功率曲线是描述风速和单位输出功率之间的关系的曲线,当风机厂家出售风机的同时,需提供对应风力发电机组功率曲线模型,作为对风机性能的评估和考量标准。风力发电机组功率曲线模型不仅用于评价风机性能,检测风机的实际运行状况,也是风电系统设计与风电场调度决定性因素。然而现阶段风电厂家主要提供理论功率模型。由于运行环境的差异,理论功率模型与风力发电机组实际发电功率数据存在误差,由于气候位置以及生产的差异,不同的风机有自身个性化的差异,需要定期进行测试。为了提高功率曲线模型的适用性,重新设计以实测数据为基础的实测发电功率模型显得尤为重要。本课题来源于重庆大学自动化学院与某风电设备有限公司研究所的合作项目,为提高发电功率模型的实用性,使用实测功率数据,设计基于实际运行数据驱动的风力发电机组功率模型建模方法及测试系统。本文主要工作体现在以下方面:(1)首先,分析机理建模,发现机理模型存在风向的随机性和其余环境条件带来的不确定性,机理建模与实测数据分布存在误差,因此确定基于实测数据的建模思路,设计测试系统总体框架;(2)根据实测数据分布,设计数据预处理模块,分析实测数据存在的异常点与湍流点,采用均方差法、滑差法等多种方法对数据进行去除异常点操作,同时采用包括最大值法、比恩法、最大似然法等多种方法进行取点建模预处理;(3)设计数据分段拟合模块,采用多种参数函数对实测数据进行拟合建模,发现拟合函数不同风速段拟合效果不同,分析和比较不同拟合模型的效果,并确定了基于分段优化的拟合方法;(4)设计数据分析处理模块,对不同月份的实测数据进行测试,针对实测数据分析结果,分析其差异性和规律,分析不同月份的风量温度对实测数据的影响,对温度与实测数据做相关性分析,开发设计可视化软件。完成系统的设计后进行了调试与测试,本系统能够实现自动读取并保存对应风力发电机组产生的实测数据,并对实测数据进行去点、取点及拟合建模。系统各项功能和非功能指标均能达到预期目标。目前,本文设计的风力发电机组功率曲线模型测试系统已与企业联合测试成功。