专利名称：风力发电机组功率曲线自适应优化方法
技术领域：
本发明属于风力发电技术领域，涉及基于风力发电机组功率曲线自适应优化方法。
背景技术：
风能是目前最具有经济价值的可再生能源，根据中国国家发改委能源研究所发布《中国风电发展路线图2050》，中国风电未来40年的发展目标:到2020年、2030年和2050年，风电装机容量将分别达到2亿、4亿和10亿千瓦，到2050年，风电将满足17%的国内电力需求。目前，风力发电机组已经成为风能利用的主要设备，风力发电成本仍然明显高于传统的火电、水电发电成本。风电场年发电量、并网电价、寿命周期、建设费用和运营维护成本直接决定着风能利用的经济效益，而对于已建成的风电场，提高容量系数是直接提高发电量提高风电经济效益的关键环节之一。在不同风资源条件下，由于风频分布的不同、空气密度不同以及湍流强度不同即使同种型号的风力发电机组年发电量也有可能存在较大的差异。中国幅员辽阔，各地区间风资源条件可能有明显的差异，即使同一风资源区域由于季节、气候、地理环节等自然条件的变化，风资源条件在不同时间段并不完全一致，甚至有较大差异。在风电场内由于各台风`力发电机组的地理位置不同，同时风机之间受到相互影响导致各台风力发电机组所在点的风资源条件往往也不相同。风力发电机组由于控制工作点的不同，在不同风速下风能利用率也不同，对于确定的风资源和确定的风力发电机组存在最优控制方案，通过最优控制方案控制风力发电机组功率曲线与风资源条件最优匹配使风力发电机组理论年发电量最大。目前已经投入使用的风力发电机组，往往在同一风电场内所有风力发电机组的功率曲线完全一致，同时在风力发电机组寿命周期内往往一直采用初始设置的功率曲线。
发明内容
本发明提出一种风力发电机组功率曲线自适应优化方法。本发明的技术方案是风力发电机组功率曲线自适应优化方法，其特征是针对风电场内每台风力发电机组进行动态功率曲线自适应优化，该方法包括以下步骤:
步骤1:动态统计风电场内每台风力发电机组所在点在过去确定时间周期内平均风
速；
步骤2:定期依据各台机组所在点平均风速频率分布数据定期辨识更新各台机组所在点风频分布模型；
步骤3:依据各台机组更新的风频分布模型基于容量系数优化各台机组功率曲线；步骤4:更新风力发电机组功率曲线。步骤I中，风速统计采用平均风速作为统计数据，一般采用10分钟平均风速，也可根据风资源湍流强度选取其它的平均风速作为统计数据，一般当湍流强度较小时选择较小时间段的平均风速作为统计数据，当湍流强度较大时选择较大时间段的平均风速作为统计数据，但一般平均风速的平均时间段大于I分钟小于I小时；
步骤I中，风速统计时间周期一般可以采用I个月到I年之间的时间段作为统计时间周期；
步骤2中，风频分布描述辨识周期应至少小于风速统计时间周期。步骤2中，风频分布辨识模型通常可以用威布尔来进行描述，其计算公式可以表述为:
权利要求
1.风力发电机组功率曲线自适应优化方法，其特征是包括以下步骤: 步骤1:动态统计风电场内每台风力发电机组所在点在过去确定时间周期内平均风速； 步骤2:定期依据各台机组所在点平均风速频率分布数据定期辨识更新各台机组所在点风频分布模型； 步骤3:依据各台机组更新的风频分布模型基于容量系数优化各台机组功率曲线； 步骤4:更新风力发电机组功率曲线。
2.根据权利要求1所述风力发电机组功率曲线自适应优化方法，其特征是步骤I中，风速统计采用平均风速作为统计数据，一般采用10分钟平均风速，也可根据风资源湍流强度选取其它的平均风速作为统计数据，一般当湍流强度较小时选择较小时间段的平均风速作为统计数据，当湍流强度较大时选择较大时间段的平均风速作为统计数据，但一般平均风速的平均时间段大于I分钟小于I小时。
3.根据权利要求1所述风力发电机组功率曲线自适应优化方法，其特征是步骤I中，风速统计时间周 期一般可以采用I个月到I年之间的时间段作为统计时间周期。
4.根据权利要求1所述风力发电机组功率曲线自适应优化方法，其特征是步骤2中，风频分布描述辨识周期应至少小于风速统计时间周期。
5.根据权利要求1所述风力发电机组功率曲线自适应优化方法，其特征是步骤I中平均风速计算也可以通过测量风机平均输出功率，依据平均输出功率根据风机所使用的功率曲线查表求取平均风速，风机输出平均功率求取公式为:
6.根据权利要求1所述风力发电机组功率曲线自适应优化方法，其特征是针对风电场内每一台风力发电机组进行自适应功率曲线优化。
7.根据权利要求1所述风力发电机组功率曲线自适应优化方法，其特征是根据平均风速频率分布数据定期辨识更新风频分布模型，从而实现风力发电机组功率曲线自适应优化。
8.当获取的时间周期内平均风速为风电场区域范围内大尺度平均风速，功率曲线自适应优化方法可 以实现针对风电场的风力发电机组统一功率曲线自适应优化。
全文摘要
本发明公开一种风力发电机组功率曲线自适应优化方法。本发明提出的风力发电机组自适应优化方法分为4个步骤，最终根据计算风力发电机组的动态容量系数实现自适应功率曲线优化。本发明的特点是提出了一种针对风电场内每台风力发电机组，通过动态辨识机组所在点的风频模型动态调节优化风力发电机组功率曲线，使风力发电机组出力与风力发电机组所在点风频的变化实现最优匹配。
文档编号F03D9/00GK103244354SQ201210027000
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月8日 优先权日2012年2月8日
发明者贾利民, 雷涛, 刘展 申请人:北京能高自动化技术股份有限公司