- 装机容量（单位：兆瓦 - MW）：指一台风力发电机在理想条件下（通常是额定风速时）能够输出的最大瞬时功率。它代表了这台风机的能力上限。
- 发电量（单位：千瓦时 - kWh 或 兆瓦时 - MWh）：指一台风力发电机在一段时间内（如一小时、一天、一年）实际产生的总电能。
核心关联：装机容量是发电量的基础，但发电量远小于装机容量乘以时间。
为什么发电量不等于装机容量×运行时间？
因为风力发电机极少在额定风速下满功率运行。实际发电量受多种因素影响，最关键的是：
风速：
- 切入风速： 风机开始发电的最低风速（通常约 3-4 m/s）。低于此速度，风机不发电。
- 额定风速： 风机达到其额定（最大）功率输出时的风速（通常在 12-15 m/s 范围）。此时风机输出功率等于装机容量。
- 切出风速： 为了保护风机安全而停止运行的风速（通常约 25 m/s）。高于此速度，风机停机不发电。
- 风速分布： 最关键的因素。风资源具有显著的间歇性和波动性。一年中大部分时间风速低于额定风速，风机处于部分负载运行状态。风机实际功率输出与风速的关系是非线性的（大致遵循风速的三次方关系：功率 ∝ 风速³）。这意味着风速稍微增加一点，发电量会大幅增加；反之，风速降低一点，发电量会急剧下降。
- 风切变： 风速随高度增加的现象。轮毂高度（风机中心高度）越高，通常能捕获到更稳定、更强的风。
风能密度： 衡量特定地点风能资源丰富程度的指标，单位是瓦特/平方米。它综合考虑了风速和空气密度。风能密度高的地点，发电潜力更大。
风机效率：
- 贝茨极限： 理论上，风机最多只能捕获风中59.3%的能量。
- 气动效率： 叶片设计、制造工艺影响实际捕获风能的效率，现代风机通常在40%-50%左右。
- 机械和电气效率： 传动系统（齿轮箱）、发电机、变压器、变流器等设备在能量转换过程中会有损耗（通常总损耗在5%-15%）。
- 可用率： 风机因计划维护、故障维修、电网限制等原因无法运行的时间比例。高可用率（>95%）是保证发电量的重要因素。
尾流效应： 在风电场中，上游风机会对下游风机产生“风影”，降低下游风机的风速和发电效率。风电场布局设计旨在最小化这种影响。
环境因素： 空气密度（受温度、海拔影响）、湍流强度、结冰等也会影响发电效率。
衡量实际发电表现的关键指标：容量因数
为了量化风机或风电场实际发电量与理论最大发电量（装机容量×时间）的差距，引入了容量因数的概念：
- 容量因数 = (实际年发电量 MWh) / (装机容量 MW × 8760 小时) × 100%
- 意义： 它表示风机或风电场在一年中相当于以额定功率运行了多少小时数占全年总小时数（8760小时）的百分比。
- 典型范围： 陆上风电场的容量因数通常在 25% - 45% 之间。海上风电场由于风资源更稳定强劲，容量因数可达 40% - 60% 甚至更高。
- 解读： 一个容量因数为35%的2MW风机，意味着它一年实际产生的电量相当于以2MW满功率运行 0.35 × 8760 ≈ 3066 小时所产生的电量。实际年发电量 = 2 MW × 3066 小时 = 6132 MWh。
计算单台风机的年发电量（估算）
公式：年发电量 (MWh) = 装机容量 (MW) × 8760 小时 × 容量因数
示例：
- 一台 3 MW 的陆上风机，安装在风资源较好的地点，预计容量因数 35%。
- 年发电量 ≈ 3 MW × 8760 小时 × 0.35 = 9198 MWh
- 一台 8 MW 的海上风机，容量因数 50%。
- 年发电量 ≈ 8 MW × 8760 小时 × 0.50 = 35040 MWh
风电场的总发电量
风电场总发电量 = 单机平均年发电量 × 风机数量
重要结论
装机容量≠发电量： 不能简单用装机容量乘以时间来得到发电量。装机容量是“峰值功率”，发电量是“实际产出”。
风速是王道： 风资源的质量（风速、稳定性）是决定发电量的最核心因素。好的风场址是成功的关键。
容量因数是关键指标： 它直观地反映了风机或风电场将装机容量转化为实际电量的效率，是评估项目经济性和性能的核心参数。
大型化趋势： 现代风机趋向大型化（6MW+陆上，15MW+海上）。大型风机轮毂更高（捕获更强更稳的风）、叶片更长（扫风面积更大，即使风速较低也能捕获更多能量），这有助于在相同风资源下
提高发电量（MWh）和容量因数，降低单位发电成本。
总结： 一台风力发电机具体能发多少电，取决于其装机容量和安装地点的风资源条件（主要通过容量因数体现）。理解容量因数的概念及其影响因素（尤其是风速）是掌握风电装机容量与实际发电量之间关系的核心。
琼公网安备 46010602000178号
