一种预测规划目标年风电场群持续功率曲线的方法
【专利摘要】本发明是一种预测规划目标年风电场群持续功率曲线的方法，其特点是：包括数据获取及处理、风电场群汇聚效应演变建模和规划目标年风电场群持续功率曲线预测等步骤，通过建立风电场群持续功率曲线随总装机容量增加而变化的演进模型，揭示了风电场群生成过程中持续功率曲线的演变规律；实现了利用在役风电场群持续功率曲线对规划目标年风电场群持续功率曲线的预测，把握了风电的电源特性，优化含大规模风电集中接入的输电网扩展规划的经济性。具有方法科学、合理，简单、实用等优点。
【专利说明】-种预测规划目标年风电场群持续功率曲线的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统中的输电网规划领域与新能源利用领域，是一种预测规划目 标年风电场群持续功率曲线的方法。
【背景技术】
[0002] 风能是目前最具大规模商业化开发潜力的非水电可再生能源，我国风能主要开发 利用模式为"连片开发，集中外送"。风电是具有间歇性、随机性的低能量密度电源，若按风 电场群总装机容量规划输电容量，会导致输电资产利用率低下。迄今为止，尚未见有关本发 明预测规划目标年风电场群持续功率曲线方法的文献报道和实际应用。
[0003] 本发明提出用风电场群持续功率曲线来表征风电功率的波动特性。
[0004] 规划目标年风电场群可划分为当前在役风电场和待建风电场，规划目标年的风电 场群是由在役风电场群渐次演进而成。
[0005] 本发明提出了在役风电场持续功率曲线的构建方法，揭示了风电场群演进过程中 持续功率曲线的演变规律，建立了预测规划目标年风电场群持续功率曲线的方法。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种预测规划目标年风电场群持续功率曲线的方法，这种方 法能够揭示风电场群生成过程中持续功率曲线的演变规律；通过建立风电场群持续功率曲 线随总装机容量增加而变化的演进模型，实现了利用在役风电场群持续功率曲线对规划目 标年风电场群持续功率曲线的预测，其方法科学、合理，简单、实用。
[0007] 本发明的目的是由以下技术方案来实现的，一种预测规划目标年风电场群持续功 率曲线的方法，其特征在于，它包括以下步骤：
[0008] 1)数据获取及处理
[0009] ①风电场群的定义及数据
[0010] 已投入运行的n个风电场的功率汇聚后接入输电网，n个风电场中的多个风电场 构成风电场群，风电场群包括2至n个风电场，
[0011] 已知所述n个风电场中各风电场i全年的风电功率数据Pi (tk)，tk表示第k个时 亥11，1^=1^"，8760，(4)表示风电场1在4时刻的输出功率，1 = 1，"％11;
[0012] ②风电场的持续功率曲线
[0013] 将风电场i全年的输出功率按照降序排列，得到该风电场的持续功率曲线 Pdmih，Si)，Si为风电场i的总装机容量，dur表示持续，t表示时点，t = 1，…，8760， i (tk，SD为风电场i第k个时点的持续风电功率值；
[0014] ③风电场群汇聚效应的演变
[0015] 风电场i是所述n个风电场中的任意1个风电场，风电场j是所述n个风电场中 除风电场i之外的任意1个风电场，j = 1，--?，!!,且j尹i,其总装机容量之和为Si+j,计算 tk时刻2个风电场总功率P i+j(tk) = Piaj+PjUk)，Pi(tk)为tk时刻风电场i的输出功率， Pj-Uk)为tk时亥IJ风电场j的输出功率，Pi+J(tk)为t k时亥IJ风电场i与风电场j输出功率的 和，由Pi+j(tk)计算2个风电场的持续功率曲线Pdm，i+j(t, Si+j)，t表示时点，t = 1，…，8760, 累次运用此计算，分别得到由2个、…，n个风电场构成的不同规模风电场群的以装机容量 为参量的持续功率曲线，这一族曲线反映了风电场群逐次生成时汇聚效应的演变；
[0016] 2)风电场群汇聚效应演变建模
[0017] 任意指定n个风电场中的1个作为开始汇聚的第1个风电场，其持续功率曲 线记作(t，S ls)，所述逐次生成的不同规模风电场群的持续功率曲线分别记作： Pdum (t，S2S)，…，Pto，nS (t，snS)，其中，Sis表示所指定的第1个风电场的装机容量， S2 s，…，SnS分别表示逐次生成的风电场群装机容量，t表示时点，t = 1，…，8760 ;
[0018] 对于任意时点tk，将n个持续功率曲线的功率值？_11；(4,5 11；)，？_21；(4,521；)，-" ，Pdur，nE (4, SnE)与相应的n个装机容量拟合，得到该时点持续功率与装机容量的拟合函数：
[0019]
【权利要求】
1. 一种预测规划目标年风电场群持续功率曲线的方法，其特征在于，它包括以下步 骤： 1) 数据获取及处理 ① 风电场群的定义及数据 已投入运行的n个风电场的功率汇聚后接入输电网，n个风电场中的多个风电场构成 风电场群，风电场群包括2至n个风电场， 已知所述n个风电场中各风电场i全年的风电功率数据Pi (tk)，tk表示第k个时刻，k =1^"，8760，？1(以表示风电场1在4时刻的输出功率，1 = 1，"、11; ② 风电场的持续功率曲线 将风电场i全年的输出功率按照降序排列，得到该风电场的持续功率曲线PduU(LSi), Si为风电场i的总装机容量，dur表示持续，t表示时点，t = 1，…，8760, Pdui^i (tk, Si)为风 电场i第k个时点的持续风电功率值； ③ 风电场群汇聚效应的演变 风电场i是所述n个风电场中的任意1个风电场，风电场j是所述n个风电场中除风 电场i之外的任意1个风电场，j = 1，--?，]!,且j尹i,其总装机容量之和为Si+j,计算tk时 亥1]2个风电场总功率？1+』(4)=?1(4)+?』(4)#(以为4时刻风电场1的输出功率七_匕） 为tk时刻风电场j的输出功率，Pi+j(tk)为tk时刻风电场i与风电场j输出功率的和，由 Pi+j(tk)计算2个风电场的持续功率曲线Pdur，i+j(t, Si+j)，t表示时点，t = 1，…，8760,累次 运用此计算，分别得到由2个、…，n个风电场构成的不同规模风电场群的以装机容量为参 量的持续功率曲线，这一族曲线反映了风电场群逐次生成时汇聚效应的演变； 2) 风电场群汇聚效应演变建模 任意指定n个风电场中的1个作为开始汇聚的第1个风电场，其持续功率曲线 记作：P_1E (t，Sls)，所述逐次生成的不同规模风电场群的持续功率曲线分别记作： Pdu^ (t，s2S)，…，Pto，nS (t，SnS)，其中，Sis表示所指定的第1个风电场的装机容量， S2 s，…，Sns分别表示逐次生成的风电场群装机容量，t表示时点，t = 1，…，8760 ; 对于任意时点tk，将n个持续功率曲线的功率值？_11；(4,511；)，？_ 21；(4,521；)，-" ，Pdur，nE (A，SnE)与相应的n个装机容量拟合，得到该时点持续功率与装机容量的拟合函数： (fk 5 ) = atkX + ^tk ⑴ atk，btk分别为tk时点风电功率-装机容量关系的拟合系数，t k = 1，2,…，8760， Pto，n E (tk，Sns)表示装机容量为Sns的风电场群tk时点的持续风电功率值； 3) 规划目标年风电场群持续功率曲线预测 获取规划目标年风电场群功率波动特性是风电场群功率外送输电网规划的重要条件， 由电源规划可知规划目标年风电场群，规划目标年风电场群包括现已运行和待建风电场的 总装机容量； 若规划目标年风电场群总装机容量为Sms (Sms >SnS)，则由（2)式可计算规划目标年风 电场群的持续功率曲线，即 PdurjIiiE (t, SmE) - {Pdur，mS (1，SmS)，Pdur，mS (2, SmS)，…，Pdur，mS (8760, SmS)} (2) 其中，m表示规划目标年风电场总数，Sms表示规划目标年m个风电场的总装机 容量，n表示已投入运行的风电场总数，Sns表示已投运的n个风电场的总装机容量， Pto,w (1，SmS)，Pdur,(2, SmS)，…，Pdur,(8760, Sms)分别表示规划目标年第 1，2,…，8760 个时点m个风电场总的持续风电功率值，t表示时点，t = 1，…，8760,从而通过构建风电场 群汇聚演变模型获得规划目标年风电场群持续功率曲线。
【文档编号】G06Q50/06GK104331748SQ201410577870
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年10月23日 优先权日:2014年10月23日
【发明者】穆钢, 肖白, 严干贵, 杨林, 张澎 申请人:东北电力大学