专利名称：风电有功功率的实时评估方法与系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风电有功功率的实时评估方法与系统。
背景技术：
全球能源紧张和环境恶化压力的日益增加，发展新能源的需求越来越大。近年，我国新能源发电发展迅猛，技术最为成熟、商业化程度最高的风电更是连续5年装机翻番，未来一段时间，我国风电仍将快速发展。目前，我 国风电主要是以大规模集中方式接入输电网，随着风力发电技术的发展和比重的增加，将采取集中式和分布式同步发展的方式。风电大规模集中接入将有可能导致电网调峰调频压力增加、电压控制难度高、安全稳定运行风险增加等问题；分布式接入时由于对用户直接供电，对发电可靠性要求较高。为解决上述问题，应从多个技术层面入手，提高风力发电控制关键技术水平是重要手段之一。而准确掌握风电有功功率特性能够为风力发电控制技术发展提供支撑。要提高风电有功功率特性分析的准确性，可以从两个方面入手，一方面，提高风电场等值建模精度；另一方面，提高数据源的准确性。目前，对于风电场的建模大多用于风电接入电网对电网影响的分析，在建模时，通常对同一条馈线上的风电机组进行简单的电气等值，将该条馈线上的所有风电机组等值为一台等值风电机组，如此建立风电场等值模型。该模型未能准确考虑风电机组的时空分布特性，必然会使分析结果偏离实际情况。
发明内容
本发明提出了一种风电有功功率的实时评估方法与系统，充分考虑风电机组的时空分布特性，提闻风电场有功功率的评估精度。本发明风电有功功率的实时评估方法，包括步骤对风电场内的风电机组进行划分，将处于主迎风方向同一垂直线上的风电机组划为一个近似等功率风电机组集合，主迎风方向上距离测风塔最近的风电机组作为样本风电机组,样本风电机组所属的集合作为样本近似等功率风电机组集合；从测风塔获取实时风速和实时风向；将测风塔的实时风速作为样本风电机组的风速，根据样本风电机组的风速计算样本风电机组相对测风塔的延时，将样本风电机组的风速和延时作为样本近似等功率风电机组集合的风速和延时；根据样本近似等功率风电机组集合的风速，利用Jensen模型，依次计算其他近似等功率风电机组集合的风速；对于相邻的两个近似等功率风电机组集合，计算测风塔远端的近似等功率风电机组集合相对测风塔近端的近似等功率风电机组集合的延时，再通过叠加，计算每个近似等功率风电机组集合相对测风塔的延时；将近似等功率风电机组集合的风速作为集合内每个风电机组的风速，根据风速计算每个风电机组的有功功率，通过累加得到近似等功率风电机组集合的有功功率；将相对测风塔的延时时间相等的近似等功率风电机组集合的有功功率相加，得到风电场与延时时间对应的未来时间的有功功率。优选地，还包括步骤从测风塔重新获取实时风速和实时风向，并重新计算近似等功率风电机组集合的有功功率及相对测风塔的延时，刷新风电场未来时间的有功功率。优选地，还包括步骤以测风塔为基点，主迎风方向为基准方向，计算样本风电机组相对测风塔的角度偏差a，及测风塔的实时风向与主迎风方向的角度偏差A，当所述a与所述A同号时，采用下式计算样本风电机组相对测风塔的延时h
权利要求
1.一种风电有功功率的实时评估方法，其特征在于，包括步骤 对风电场内的风电机组进行划分，将处于主迎风方向同一垂直线上的风电机组划为一个近似等功率风电机组集合，主迎风方向上距离测风塔最近的风电机组作为样本风电机组,样本风电机组所属的集合作为样本近似等功率风电机组集合； 从测风塔获取实时风速和实时风向； 将测风塔的实时风速作为样本风电机组的风速，根据样本风电机组的风速计算样本风电机组相对测风塔的延时，将样本风电机组的风速和延时作为样本近似等功率风电机组集合的风速和延时； 根据样本近似等功率风电机组集合的风速，利用Jensen模型，依次计算其他近似等功率风电机组集合的风速； 对于相邻的两个近似等功率风电机组集合，计算测风塔远端的近似等功率风电机组集合相对测风塔近端的近似等功率风电机组集合的延时，再通过叠加，计算每个近似等功率风电机组集合相对测风塔的延时； 将近似等功率风电机组集合的风速作为集合内每个风电机组的风速，根据风速计算每个风电机组的有功功率，通过累加得到近似等功率风电机组集合的有功功率； 将相对测风塔的延时时间相等的近似等功率风电机组集合的有功功率相加，得到风电场与延时时间对应的未来时间的有功功率。
2.根据权利要求I所述的风电有功功率的实时评估方法，其特征在于，还包括步骤从测风塔重新获取实时风速和实时风向，并重新计算近似等功率风电机组集合的有功功率及相对测风塔的延时，刷新风电场未来时间的有功功率。
3.根据权利要求I或2所述的风电有功功率的实时评估方法，其特征在于，还包括步骤以测风塔为基点，主迎风方向为基准方向，计算样本风电机组相对测风塔的角度偏差a，及测风塔的实时风向与主迎风方向的角度偏差A，当所述a与所述A同号时，采用下式计算样本风电机组相对测风塔的延时A
4.根据权利要求3所述的风电有功功率的实时评估方法，其特征在于，对于相邻的两个近似等功率风电机组集合，采用下述公式计算所述测风塔远端的近似等功率风电机组集合相对所述测风塔近端的近似等功率风电机组集合的延时(L1:
5.一种风电有功功率实时评估系统，其特征在于，包括 风电机组划分模块，用于对风电场内的风电机组进行划分，将处于主迎风方向同一垂直线上的风电机组划为一个近似等功率风电机组集合，主迎风方向上距离测风塔最近的风电机组作为样本风电机组，样本风电机组所属的集合作为样本近似等功率风电机组集合； 测风数据获取模块，用于从测风塔获取实时风速和实时风向； 样本集合数据计算模块，用于将测风塔的实时风速作为样本风电机组的风速，根据样本风电机组的风速计算样本风电机组相对测风塔的延时，将样本风电机组的风速和延时作为样本近似等功率风电机组集合的风速和延时； 集合风速计算模块，用于根据样本近似等功率风电机组集合的风速，利用Jensen模型，依次计算其他近似等功率风电机组集合的风速； 集合延时计算模块，用于对于相邻的两个近似等功率风电机组集合，计算测风塔远端的近似等功率风电机组集合相对测风塔近端的近似等功率风电机组集合的延时，再通过叠力口，计算每个近似等功率风电机组集合相对测风塔的延时； 集合功率计算模块，用于将近似等功率风电机组集合的风速作为集合内每个风电机组的风速，根据风速计算每个风电机组的有功功率，通过累加得到近似等功率风电机组集合的有功功率； 风电场功率评估模块，用于将相对测风塔的延时时间相等的近似等功率风电机组集合的有功功率相加，得到风电场与延时时间对应的未来时间的有功功率。
6.根据权利要求5所述的风电有功功率的实时评估系统，其特征在于，所述测风数据获取模块还用于定时从测风塔重新获取实时风速和实时风向，所述样本集合数据计算模块、集合风速计算模块、集合延时计算模块、集合功率计算模块和风电场功率评估模块还用于根据所述测风数据获取模块重新获取的实时风速和实时风向重新进行相应的计算。
7.根据权利要求5或6所述的风电有功功率的实时评估系统，其特征在于，还包括角度偏差计算模块，用于以测风塔为基点，主迎风方向为基准方向，计算样本风电机组相对测风塔的角度偏差a，及测风塔的实时风向与主迎风方向的角度偏差A，所述样本集合数据计算模块还用于当所述a与所述A同号时，采用下式计算样本风电机组相对测风塔的延时h
8.根据权利要求7所述的风电有功功率的实时评估系统，其特征在于，所述集合延时计算模块还用于采用下述公式计算所述测风塔远端的近似等功率风电机组集合相对所述测风塔近端的近似等功率风电机组集合的延时/
全文摘要
本发明公开了一种风电有功功率的实时评估方法与系统，充分考虑风电机组的地理分布，根据测风塔测得的实时风速，分组计算风电机组的风速、延时和有功功率，将延时相等的风电机组的有功功率相加，得到与延时时间相应的未来时间的风电场的有功功率输出，即实现功率评估。相比将所有风电机组统一处理的方法，本方法与系统的评估结果更准确，尤其适用于有一定规模的风电场。
文档编号F03D7/02GK102767474SQ20121027920
公开日2012年11月7日 申请日期2012年8月6日 优先权日2012年8月6日
发明者曾杰, 朱凌志, 盛超, 赵艳军, 钱敏慧, 陈宁 申请人:中国电力科学研究院, 广东电网公司电力科学研究院