一种风电场机群划分方法
【专利摘要】本发明属于电力系统仿真领域，尤其涉及一种风电场机群划分方法，该方法基于风电场实测运行数据对场内机组进行机群划分。在数据的采集过程中，由于测量系统的缺陷或执行错误等因素，实测数据可能会含有噪声数据，为减小噪声数据的干扰，本发明首先基于样本点处的势值对风电场实测运行数据进行孤立点数据处理。在机群划分时，当两个机群中心初始位置较近时，其包含的冗余信息较多，划分结果容易陷入局部最优，本发明针对此将欧氏距离最小的样本组向均值点移动，并用移动后的样本组的均值替换原来的样本组，通过该方法获得具有多样性的初始机群中心的位置，提高了全局搜索能力。采用本发明提出的风电场机群划分方法能够将具有相近运行点的风电机组划分为同一机群，优化了风电场等值建模方法。
【专利说明】一种风电场机群划分方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电力系统仿真领域，尤其涉及一种风电场机群划分方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着化石能源危机、环境污染和温室效应等问题的进一步加剧，人们对低成本、无污染、可再生的风力发电的关注度逐渐增加，风力发电已成为当今世界应用最广、发展最快、技术最为成熟的可再生能源发电方式。随着风力发电和并网技术的发展，风电场对电网的负面影响日趋明显，为分析风电并网对系统的影响，需要建立准确合理的风电场模型。
[0003]传统的单机等值模型假设场内风速分布均匀，所有风电机组的运行点相同，而这一假设忽略了尾流效应和迟滞效应等因素的影响，通常是不合理的。部分学者提出多机表征模型，其主要思想是以机组具有相近运行点为机群划分原则，采用某些聚类算法进行机群划分，将同群内的机组合并为一台等值机。k-means聚类算法是一种最常用的基于划分的聚类算法，对于处理大数据集具有快速、高效以及可伸缩性好等优点。
[0004]风电机组运行中，风电机组的输入风速是其运行中的一个重要特征量，可以反映风在风机上的作用情况，也可以反映机组所在地理位置的地形地貌以及相邻机组之间相互影响等情况。机组的输出功率是其风速经过复杂的风能转化为电能物理过程的结果，反映了机组的控制及运行性能等概况，故用于风电场机群划分的运行数据，通常可以采用风速、有功功率、无功功率等。但是一方面，由于k-means聚类算法利用迭代的重定位技术，在聚类划分时将簇的质心作为聚类中心进行下一次机群划分，如果实测数据中含有大量的孤立点数据，将会导致聚类中心远离数据密集区，而趋向孤立点数据，将会在很大程度上降低聚类质量。
[0005]另一方面,k-means聚类算法对初始聚类中心的选取是随机的，当两个机群中心初始位置较近时，其包含的冗余信息较多，划分结果容易陷入局部最优，造成聚类结果的不准确性和不稳定性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，针对目前风电场机群划分质量不高问题，提出了一种风电场机群划分方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤:
[0007]步骤1、风电场实测数据孤立点数据处理；
[0008]步骤2、初始机群中心优化过程；
[0009]步骤3、机群划分，判断是否满足终止条件；如果是，则机群划分结束；否则执行步骤4;
[0010]步骤4、更新机群中心。
[0011]所述步骤I中，风电场实测数据孤立点数据处理过程为:
[0012]步骤101、假设某时段内风电场中有η台风电机组并网运行，选取该时段内并网运行风电机组的实测运行数据，包括风速、有功功率或无功功率作为样本，建立实测运行数据样本矩阵:
[0013]
【权利要求】
1.一种风电场机群划分方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: 步骤1、风电场实测数据孤立点数据处理； 步骤2、初始机群中心优化过程； 步骤3、机群划分，判断是否满足终止条件；如果是，则机群划分结束；否则执行步骤.4 ； 步骤4、更新机群中心。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤I中，风电场实测数据孤立点数据处理过程为: 步骤101、假设某时段内风电场中有η台风电机组并网运行，选取该时段内并网运行风电机组的实测运行数据，包括风速、有功功率或无功功率作为样本，建立实测运行数据样本矩阵:
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤2中，初始机群中心优化过程为: 步骤201、计算任意两个机组样本组之间的欧氏距离，第u台样本组Xu和第w台风电机组样本组Xw之间的欧氏距离Huw计算方法如下，
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤3中，机群划分过程为: 步骤301、对X中的任意一个机群样本组Xi而言，计算其与k个机群中心的欧氏距离，
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述步骤4中，更新机群中心过程为: 当完成第T次机群划分时，设第r个机群Gf所含的机组数目为f1 = 12,-:k)，更新机群中心，
【文档编号】G06F17/50GK103955521SQ201410193280
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月8日 优先权日:2014年5月8日
【发明者】林俐, 潘险险, 赵双, 张凌云, 李丹, 李亮玉, 李凯, 吴聪聪, 邹兰青, 周鹏, 李诗童 申请人:华北电力大学