专利名称：一种电网风电时间和空间功率波动评估方法
技术领域：
本发明涉及电气领域，尤其涉及一种电网风电时间和空间功率波动评估方法。
背景技术：
风能是目前最具备大规模开发能力的可再生能源，风力发电并网是目前风能利用的主要途径。但是风电本质上是一种随机变化的且不易控制的电源，其输出特性不同于常规能源(火电、水电、核电)。在不能准确掌握风电功率波动的情况下，电网可能会以确保安全运行为前提，保守的制订风电发展计划，从而在一定程度上阻碍了风电的发展。实际上，当风电发展规模很大时，不同地区风电场的分散性以及同一风电场内各台风机的分散性使得其输出功率有一定的互补性，总的功率波动比单台风机输出功率波动要缓和的多。因此，为了更好的制订风电发展规划和并网工作，有必要对地区电网中风电功率的波动特性进行深入的研究。
发明内容
本发明针对地区测风数据缺乏处理，难以对风电时间和空间功率波动进行评测的问题，提供一种电网风电时间和空间功率波动评估方法，它采用NASA GE0S-5DAS地球观测数据库的全球测风数据对地区电网中主要风电装机地区的风电功率波动特性进行定量评估，通过分析风电功率的季节和日内波动特性以及地域相关性等特性，为电网规划风电提供科学依据。为完成上述目的，本发明采取如下技术方案。一种电网风电时间和空间功率波动评估方法，它的步骤为:步骤一，根据研 究地的地理坐标，从GE0S-5DAS地球观测数据库提取研究地风电场区域50米高度风速数据，将风速数据的时间转换为北京时间；同时将50米高度作为研究地风场风机的高度数据；步骤二，根据研究地风场的机组型号、机器功率特性曲线计算不同风速下的风电功率;步骤三，根据风电机组的功率曲线和装机容量，计算风电场的容量因数；步骤四，根据研究地的风电功率及容量因数，确定风电功率波动的季节性差异和日内功率波动特性以及风电场之间的地域相关性，进而确定风电场的总的功率变化与研究地电网统调负荷变化的时域相关性。所述步骤一中，NASA的数据库采用Gipe幂律方转换不同高度上的风速，其表达式如式⑴所示:V = (Η/Η0) α.V0⑴其中: 是初始高度，H是目标高度。Vtl和V分别是初始和目标高度上的风速。α代表风切变指数，与地表覆盖情况有关。所述步骤二中，对风速和风电功率进行线性化处理，得
权利要求
1.一种电网风电时间和空间功率波动评估方法，其特征是，它的步骤为: 步骤一，根据研究地的地理坐标，从GEOS-5 DAS地球观测数据库提取研究地风电场50米高度风速数据，将风速数据的时间转换为北京时间；同时将50米高度作为研究地风场风机的高度数据； 步骤二，根据研究地风场的机组型号机器功率特性曲线计算不同风速下的风电功率； 步骤三，根据风电机组的功率曲线和装机容量，计算风电场的容量因数； 步骤四，根据研究地的风电功率及容量因数，确定风电功率波动的季节性差异和日内功率波动特性以及风电场之间的地域相关性，进而确定风电场的总的功率变化与研究地电网统调负荷变化的时域相关性。
2.如权利要求1所述的电网风电时间和空间功率波动评估方法，其特征是，所述步骤一中，NASA的数据库采用Gipe幂律方程转换不同高度上的风速，其表达式为V = (H/H0)α.%，其中,Htl是初始高度，H是目标高度。Vtl和V分别是初始和目标高度上的风速。α代表风切变指数，与地表覆盖情况有关。
3.如权利要求1所述的电网风电时间和空间功率波动评估方法，其特征是，所述步骤二中，对风速和风电功率进行线性化处理，得
4.如权利要求1所述的电网风电时间和空间功率波动评估方法，其特征是，所述步骤三中，通过用风电功率除以风电机组容量得到各时刻风电场的平均容量因数。
5.如权利要求1所述的电网风电时间和空间功率波动评估方法，其特征是，所述步骤四中，确定风电功率波动的季节性差异的方法为计算研究地每个月的月平均容量因数并分析其随季节变化的波动规律；确定日内功率波动特性的方法为计算出年平均的24小时容量因数并分析其随一天时间推进的波动规律；确定风电场之间的地域相关性的方法为计算出所研究风场的每两个风电基地之间功率波动的相关系数，其值越大，相关性越高；确定风电场的总的功率变化与研究地电网统调负荷变化的时域相关性的方法为计算风电场的日平均功率与研究地电网日平均负荷的相关系数，其值越大，相关性越高。
全文摘要
本发明涉及一种电网风电时间和空间功率波动评估方法，为电网规划风电提供科学依据。它的步骤为步骤一，根据研究地的地理坐标，从GEOS-5 DAS地球观测数据库提取其50米高度风速数据，将风速数据的时间转换为北京时间；同时将50米高度作为研究地风场风机的高度数据；步骤二，根据研究地风场的机组型号机器功率特性曲线计算不同风速下的风电功率；步骤三，根据风电机组的功率曲线和装机容量，计算风电场的容量因数；步骤四，根据研究地的风电功率及容量因数，确定风电功率波动的季节性差异和日内功率波动特性以及风电场之间的地域相关性，进而确定风电场的总的功率变化与研究地电网统调负荷变化的时域相关性。
文档编号H02J3/24GK103199523SQ201310066160
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者李广磊, 连晓华, 孙树敏, 程艳, 袁帅, 赵鹏, 毛庆波, 赵帅 申请人:山东电力集团公司电力科学研究院, 国家电网公司