基于机头风速法的风电场理论功率计算方法

基于机头风速法的风电场理论功率计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于机头风速法的风电场理论功率计算方法，包括以下步骤：机头风速法的输入数据为机舱风速计的测量风速和功率的实时数据，对机头风速法的输入数据进行筛选，筛选出代表风机正常运行状态的数据；对风电场单台风机历史实测出力数据进行统计分析，并根据风电出力特性及风机理论出力拟合功率曲线，建立理论功率计算模型；根据风电场风机实时信息数据实时统计风电场实际运行风机数；确认风机实际运行情况；将运行机头风速数据输入理论功率计算模型；输出风电场理论功率实时数据，对比分析风电场实际运行结果。达到合理调节电网，优化电力输送，避免能源浪费的目的。
【专利说明】基于机头风速法的风电场理论功率计算方法

【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统新能源【技术领域】，具体地，涉及一种基于机头风速法的风电 场理论功率计算方法。

【背景技术】
[0002] 2006年1月1日，《可再生能源法》的正式实施为风电的发展提供了新的推动力和 保障，我国的风力发电进入了大规模发展阶段，"建设大基地，接入大电网"已成为风电开发 的主要模式。截止2012年底，中国累计装机容量75324. 2MW，占全球的26. 7%，居世界首位。
[0003] 大规模风电的接入给电网调峰带来很大的压力，受调峰能力及网架结构的制约， 多个风电基地出现较大规模弃风限电的情况。目前风电入网特别是并网风电弃风限电问题 已成为各方关注的焦点。对风电场理论功率与电量进行计算，对于协调网厂矛盾、促进风电 行业的良性发展等方面具有重要意义。
[0004] 风电场理论出力是指在实际风速情况下，考虑尾流效应、故障停机、厂内用电、输 电损耗等因素的基础上所能发出的最大功率。由于大规模风电的集中并网，远距离输送、高 电压的输送要求，呈现出与国外风电发展模式显著不同的特点，由此带来的电网技术和经 济问题尤为突出，更为复杂。地处偏远的风电基地大多遭遇送出瓶颈，限电问题十分严重。 从而造成现在新能源的发展，造成能源浪费的问题。


【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于机头风速法的风电场理论功率 计算方法，以实现合理调节电网，优化电力输送，避免能源浪费的优点。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是： 一种基于机头风速法的风电场理论功率计算方法，包括以下步骤： 步骤1 :机头风速法的输入数据为机舱风速计的测量风速和功率的实时数据，对机头 风速法的输入数据进行筛选，筛选出代表风机正常运行状态的数据； 步骤2 :对风电场单台风机历史实测出力数据进行统计分析，并根据风电出力特性及 风机理论出力拟合功率曲线，建立理论功率计算模型； 步骤3 :根据风电场风机实时信息数据实时统计风电场实际运行风机数； 步骤4 :确认风机实际运行情况； 步骤5 :将运行机头风速数据输入步骤2中的理论功率计算模型； 步骤6:输出风电场理论功率实时数据，对比分析风电场实际运行结果。
[0007] 根据本发明的优选实施例，所述步骤1对机头风速法的输入数据进行筛选具体 为： 首先对舱风速计的测量风速和功率的实时数据这两种输入数据进行筛选，删除限电、 检修造成的停机数据，以及离散数据，筛选出代表风机正常运行状态的数据。
[0008] 本发明的技术方案具有以下有益效果： 本发明的技术方案，基于机头风速法的风电场理论功率计算方法，基于非限电时段的 运行数据建立模型，再应用到限电时段，计算限电时段风电场的理论功率，较好地计及风电 场在当时风速、温度、地理位置及尾流等各种客观因素。从而准确的预测风电的输出功率， 达到合理调节电网，优化电力输送，避免能源浪费的目的。
[0009] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

【专利附图】

【附图说明】
[0010] 图1为本发明实施例所述的基于机头风速法的风电场理论功率计算方法流程图。

【具体实施方式】
[0011] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0012] 如图1所示，一种基于机头风速法的风电场理论功率计算方法，包括以下步骤： 步骤1 :机头风速法的输入数据为机舱风速计的测量风速和功率的实时数据，对机头 风速法的输入数据进行筛选，筛选出代表风机正常运行状态的数据； 步骤2 :对风电场单台风机历史实测出力数据进行统计分析，并根据风电出力特性及 风机理论出力拟合功率曲线，建立理论功率计算模型； 步骤3 :根据风电场风机实时信息数据实时统计风电场实际运行风机数； 步骤4 :确认风机实际运行情况； 步骤5 :将运行机头风速数据输入步骤2中的理论功率计算模型； 步骤6 :输出风电场理论功率实时数据，对比分析风电场实际运行结果。
[0013] 其中，步骤1对机头风速法的输入数据进行筛选具体为：首先对舱风速计的测量 风速和功率的实时数据这两种输入数据进行筛选，删除限电、检修造成的停机数据，以及离 散数据，筛选出代表风机正常运行状态的数据。
[0014] 本技术方案为计算出比较合理的风电场理论功率，以风电场大量的单台风机历史 出力数据为基础，采用数据拟合和数理统计学的方法对其进行前期处理，通过单台风机建 立风电场理论功率拟合曲线的方式，并考虑风电场尾流效应和风机实际运行情况等客观问 题，建立风电场理论功率计算模型，具体思路如下： 1)建模数据筛选：机头风速法的输入数据为机舱风速计的测量风速和功率的实时数 据。首先要对这两种输入数据进行筛选，删除限电、检修造成的停机数据，以及其它原因造 成了离散数据，筛选出能代表风机正常运行状态的数据。
[0015] 2)拟合机头功率曲线：基于筛选后的机头风速、功率数据拟合得到每台风机的机 头功率曲线。
[0016] 3)计算单机理论功率：针对限电时段，根据机头风速计的测量风速与拟合得到的 机头功率曲线，计算每台风机的理论功率。
[0017] 4)计算风电场理论功率：针对限电时段，累加每台风机的理论功率，得到整个风电 场的理论功率。
[0018] 具体步骤如下 根据基于机头风速法的风电场理论功率计算方法的计算思路及建立的计算模型，基于 机头风速法的风电场理论功率计算步骤如下： 对机头风速法的输入数据中的机舱风速计的测量风速和功率的实时数据进行筛选，筛 选出能代表风机正常运行状态的数据； 对风电场单台风机历史实测出力数据进行统计分析，并根据风电出力特性及风机理论 出力拟合功率曲线，建立理论功率计算模型； 进行风电场风机实时信息数据实时统计风电场实际运行风机数； 确认风机实际运行情况； 将运行机头风速数据输入风电场理论功率计算模型； 输出风电场理论功率实时数据，对比分析风电场实际运行结果。
[0019] 综上所述，本发明的技术方案： 根据风电场大量的单台风机历史出力数据为基础，采用数据拟合和数理统计学的方法 对其进行前期处理，通过单台风机建立风电场理论功率拟合曲线的方式，并考虑风电场尾 流效应和风机实际运行情况等客观问题，建立风电场理论功率计算模型，该模型的建立具 有重要的实用价值。
[0020] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明， 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种基于机头风速法的风电场理论功率计算方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1 :机头风速法的输入数据为机舱风速计的测量风速和功率的实时数据，对机头 风速法的输入数据进行筛选，筛选出代表风机正常运行状态的数据； 步骤2 :对风电场单台风机历史实测出力数据进行统计分析，并根据风电出力特性及 风机理论出力拟合功率曲线，建立理论功率计算模型； 步骤3 :根据风电场风机实时信息数据实时统计风电场实际运行风机数； 步骤4 :确认风机实际运行情况； 步骤5 :将运行机头风速数据输入步骤2中的理论功率计算模型； 步骤6 :输出风电场理论功率实时数据，对比分析风电场实际运行结果。
2. 根据权利要求1所述的基于机头风速法的风电场理论功率计算方法，其特征在于， 所述步骤1对机头风速法的输入数据进行筛选具体为： 首先对舱风速计的测量风速和功率的实时数据这两种输入数据进行筛选，删除限电、 检修造成的停机数据，以及离散数据，筛选出代表风机正常运行状态的数据。
【文档编号】G06Q50/06GK104112241SQ201410360595
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】汪宁渤, 马明, 姜文玲, 吕清泉, 马彦宏, 刘光途, 贾怀森, 赵龙, 韩自奋, 周强, 王定美, 路亮, 张健美 申请人:国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 甘肃省电力公司风电技术中心