可发电风资源分布的获取方法
【专利摘要】本发明提供一种可发电风资源分布的获取方法，主要包括以下步骤：步骤S10，获取每个测风塔前6个小时的历史风速数据；步骤S20，在每个整小时点根据前6小时的风速数据相关性对测风塔进行聚类；步骤S30，假设该风电基地共有N座测风塔，计算待求点与所有测风塔的地理距离；步骤S40，找到最小的测风塔；步骤S50，根据步骤S20和步骤S40的计算结果，确定测风塔所在组别中的其他测风塔；步骤S60，对选取的测风塔用反距离加权方法插值得到未知点的风速风向估计值。
【专利说明】可发电风资源分布的获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于大型风电基地风资源分析领域，涉及一种可发电风资源分布的计算方 法，尤其涉及一种用于千万千瓦风电基地的可发电风资源分布的计算方法。
【背景技术】
[0002] 我国自然资源分布禀赋决定了大型风电基地多数位于远离负荷中心且当地没有 大型电源支撑的区域，大规模风电集中并网导致输电线路功率大幅波动给电力系统安全稳 定运行带来巨大挑战。由于风电场建设速度普遍快于电网建设速度，在风电规模化高速开 发的背景下，我国多数大型风电基地出现弃风限电问题。
[0003] 对大型风电基地的可发电风资源分布情况进行分析评估，有助于合理进行风电场 规划，同时，可提前1-2年规划并建设配套输变电工程，有效提高风资源利用率、减少弃风 限电，从而促进新能源的健康持续发展。
[0004] 然而，针对千万千瓦级大型风电基地可发电风资源分析问题，尚未有相关的解决 方法。
【发明内容】
[0005] 综上所述，确有必要提供一种能够精确地计算双馈风电场的无功容量的获取方 法。
[0006] -种可发电风资源分布的获取方法，包括以下步骤：步骤S10,获取每个测风塔 前6个小时的历史风速数据；步骤S20,在每个整小时点根据前6小时的风速数据相关性 对测风塔进行聚类；步骤S30,假设该风电基地共有N座测风塔，计算待求点与所有测风塔 耶=1，2,...,均的地理距离式；步骤540，找到#最小的测风塔耶=1上..^￥);步骤550， 根据步骤S20和步骤S40的计算结果，确定测风塔$所在组别中的其他测风塔；步骤S60， 对选取的测风塔用反距离加权方法插值得到未知点的风速风向估计值。
[0007] 相对于现有技术，本发明提供的双馈风电场无功容量的获取方法，以单机有功功 率-无功容量特性为基础，利用回归模型计算双馈风电场无功容量，能够精确地计算双馈 风电场的无功容量，可用于电网的无功优化。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为本发明提供的可发电风资源分布获取方法流程图。
【具体实施方式】
[0009] 下面根据说明书附图并结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细表述。 [0010] 请参阅图1，本发明提供的可发电风资源分布的获取方法主要包括如下步骤： 步骤S10,设该风电基地共有N座测风塔，获取每个测风塔前Μ个小时的 历史风速数据； 步骤S20,在每个整小时点根据前Μ小时的风速数据相关性对测风塔进行最短距离聚 类； 步骤S30,计算待求点与所有测风塔卻=1,2_ JV)的地理距离巧； 步骤S40,找到地理距离式最小的测风塔卻=1, 2,...,; 步骤S50,根据步骤S20和步骤S40的计算结果，确定测风塔所在组别中的其他测风 塔； 步骤S60,对选取的测风塔用反距离加权方法插值得到未知点的风速及风向值。
[0011] 在步骤S10中，所述历史风速数据的获取时间Μ可根据需要选择，可选为4-12小 时。本实施例中，所述Μ为6小时。
[0012] 在步骤S20中，所述最短距离聚类的具体方法如下： 最短距离聚类方法属于系统聚类方法的一种。系统聚类方法的基本思想是按照某种标 准计算各类别之间的相似程度(或距离)，然后对待分类的样品不断将最为相近的两类合并 为一类，同时重新计算新类和其他类的相似程度(或距离)，如此循环进行，直至样品的类别 数达到设定值为止。由于本研究问题只考虑风速序列之间的简单关系，为了实现初步的前 期数据分组目标，无需采用复杂的聚类方法，而考虑到最短距离聚类方法物理意义明确、模 型简单的优势。本实施例中，采用该方法进行聚类分组。
[0013] 根据最短距离聚类法的定义，类与类的距离为两类中所有个体之间距离的最小 值，那么类巧和类^之间的距离化则表示为：
【权利要求】
1. 一种可发电风资源分布的获取方法，主要包括以下步骤： 步骤S10,获取每个测风塔前Μ个小时的历史风速数据； 步骤S20,在每个整小时点根据前Μ小时的风速数据相关性对测风塔进行聚类，具有相 似波动规律的测风塔归为一组； 步骤S30,假设该风电基地共有Ν座测风塔，计算待求点与所有测风塔 二的地理距离為； 步骤340，找到$最小的测风塔耶=1义...，的； 步骤S50,根据步骤S20和步骤S40的计算结果，确定测风塔所在组别中的其他测风 塔； 步骤S60,对选取的测风塔用反距离加权方法插值得到未知点的风速风向估计值。
2. 如权利要求1所述的可发电风资源分布的获取方法，其特征在于，所述Μ为4-12中 的整数。
3. 如权利要求1所述的可发电风资源分布的获取方法，其特征在于，根据每个整小时 点根据前6小时的风速数据相关性对测风塔进行最短距离聚类。
4. 如权利要求3所述的可发电风资源分布的获取方法，其特征在于，所述聚类方法为： 首先，定义类与类的距离为两类中所有个体之间距离的最小值；其次，构造待聚类的m个元 素的距离矩阵)，然后在此矩阵的非对角元素中，对距离最小的对象和9进行归 并，得到新类;再次，按公的计算新类q与原来 各类之间的距离，如此可得到一个新的（》1-1 )阶距离矩阵；最后，回到第二步，直到类别数 量满足要求，聚类算法终止。
5. 如权利要求3所述的可发电风资源分布的获取方法，其特征在于，所述风速数据相 关性计算方法为：两个测风塔的风速序列看作两个随机变量X、^，则相关系数如下式 所示
6. 如权利要求1所述的可发电风资源分布的获取方法，其特征在于，计算待求点与已 知测风塔的地理距离巧。
7. 如权利要求1所述的可发电风资源分布的获取方法，其特征在于，找到式最小的测 风塔耶=1上..肩。
8. 如权利要求1所述的可发电风资源分布的获取方法，其特征在于，根据步骤S20和步 骤S40的计算结果，确定测风塔$所在组别中的其他测风塔。
9. 如权利要求1所述的可发电风资源分布的获取方法，其特征在于，对选取的测风塔 用反距离加权方法插值得到未知点的风速风向估计值。
10. 如权利要求9所述的可发电风资源分布的获取方法，其特征在于，所述反距离加权 插值方法为：u、v两个方向的插值风速矢量表不为
其中，U、V是水平方向矢量，U和V之间相互垂直。
【文档编号】G06Q50/06GK104112167SQ201410248840
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年6月6日 优先权日:2014年6月6日
【发明者】汪宁渤, 路亮, 吕清泉, 赵龙, 乔颖, 鲁宗相 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, 清华大学