[發(fā)明專利]一種基于實測數(shù)據(jù)風(fēng)電場穩(wěn)態(tài)輸出功率的計算方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910067159.4
• 申請日: 2009-06-18
• 公開（公告）號: CN101592538A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)干貴;穆鋼;李鴻博;崔楊;黃亞峰;王健;戴武昌
• 申請（專利權(quán)）人: 東北電力大學(xué)
• 主分類號: G01L3/24
• 分類號: G01L3/24;G01P5/00;G01P13/02;G06F19/00
• 代理公司: 吉林市達(dá)利專利事務(wù)所
• 代理人: 陳傳林

1.一種基于實測數(shù)據(jù)風(fēng)電場穩(wěn)態(tài)輸出功率的計算方法，其特征在于它包括以下步驟：

(1)數(shù)據(jù)采集

采集風(fēng)電場迎風(fēng)方向外端風(fēng)速V_out、風(fēng)電場第i臺風(fēng)電機的實測輸出功率P_i，i＝1，…，n、風(fēng)電場實測風(fēng)向角α，風(fēng)電場迎風(fēng)方向外端風(fēng)速V_out的數(shù)據(jù)采集范圍必須在風(fēng)力機運行范圍內(nèi)，即切入風(fēng)速與切出風(fēng)速之間，一般取3m/s～21m/s，步長取0.1m/s；風(fēng)電場第i臺風(fēng)電機的實測輸出功率P_i，i＝1，…，n，n為風(fēng)電場風(fēng)電機組數(shù)；風(fēng)向的細(xì)微差別對于系統(tǒng)輸出功率的影響很小，故將風(fēng)向角度的間隔設(shè)計為10°，因此風(fēng)向角α的取值范圍為10°～360°，一共36個值；

(2)數(shù)據(jù)處理

按數(shù)據(jù)采集步驟(1)采集的數(shù)據(jù)，分別對風(fēng)電場實測風(fēng)向角α不同風(fēng)向的數(shù)據(jù)進(jìn)行劃分，按α＝10°～360°得到36個數(shù)據(jù)庫；再分別對不同風(fēng)向建立數(shù)據(jù)表，當(dāng)風(fēng)電場實測風(fēng)向α為α_i時得到不同的V_out的值所對應(yīng)的P_i、C_Pi、P_∑和C′_P的值，其中：

P_i為風(fēng)電場第i臺風(fēng)電機組的實測輸出功率；

ρ_air：空氣密度；

A_i：風(fēng)電場中第i臺機掃風(fēng)面積；

A_∑：各風(fēng)力機掃風(fēng)面積之和

V_out：風(fēng)電場迎風(fēng)方向外端風(fēng)速；

P_∑：風(fēng)電場風(fēng)電機組全部運行時的總輸出功率，利用公式進(jìn)行計算；

C_Pi為風(fēng)電場中第i臺風(fēng)力機對于風(fēng)電場迎風(fēng)方向外端風(fēng)速的風(fēng)功率利用系數(shù)，通過公式進(jìn)行計算；

C′_P：風(fēng)電場風(fēng)功率利用系數(shù)，通過計算公式進(jìn)行計算；得到不同的V_out值所對應(yīng)的P_i、C_Pi、P_∑和C′_P的值，

對于不同的V_out值所對應(yīng)的C′_P值，繪制橫坐標(biāo)為V_out、縱坐標(biāo)為C′_P的散點圖，令起始點為散點圖內(nèi)橫坐標(biāo)最小風(fēng)速點，終止點為散點圖內(nèi)橫坐標(biāo)最大風(fēng)速點，把該范圍分為n等份，間隔為ΔV，對于每個等份求取一個點，對于第i等份橫坐標(biāo)范圍為V_i到V_i+ΔV，取橫坐標(biāo)為V_i+1/2ΔV，縱坐標(biāo)為所有在該范圍內(nèi)的點縱坐標(biāo)的平均值，得到了n個點，利用三次樣條插值，得到C′_P-V_out曲線，同理得到C_Pi-V_out曲線，從而得到不同風(fēng)向的C′_P-V_out曲線和C_Pi-V_out曲線；

(3)仿真計算

輸入仿真輸入量：風(fēng)電場實測風(fēng)向角α、風(fēng)電場迎風(fēng)方向外端風(fēng)速V_out、風(fēng)電場中各風(fēng)力機掃風(fēng)面積A_i，其中i＝1，…，n、空氣密度ρ_air、停機風(fēng)力發(fā)電機編號m₁，m₂…m_t，其中1≤m≤n且1≤t≤n；根據(jù)風(fēng)電場實測風(fēng)向角α選定數(shù)據(jù)庫，根據(jù)C′_P-V_wout曲線和C_Pi-V_wout曲線求出V_out對應(yīng)的C′_P和C_Pi，其中i＝m₁，m₂…m_t；則，風(fēng)電場穩(wěn)態(tài)輸出功率為：

Pout=PΣ-ΣPi=12CP′ρairAΣVout3-12Σi=m1,m2...,mtCPiρairVout3]]>

其中，i＝m₁，m₂…m_t；

(4)誤差分析

誤差評價標(biāo)準(zhǔn)采用的是傳統(tǒng)的平均絕對百分比誤差(Mean?AbsolutePercentage?Error，MAPE)，設(shè)V_a是實際值，而V_f是預(yù)測值，那么百分比誤差(Percentage?Error，PE)定義為：

PE＝(V_f-V_a)/V_a×100％

絕對百分比誤差(Absolute?Percentage?Error，APE)定義為：

APE＝|PE|

平均絕對百分比誤差定義為：

MAPE=1NΣi=1nAPEi]]>

最大絕對百分比誤差定義為：

APEmax=maxi=1n(APEi)]]>

給出風(fēng)電場記錄的實測風(fēng)電場迎風(fēng)方向外端風(fēng)速V_out、風(fēng)向角α、空氣密度ρ_air、風(fēng)電場內(nèi)各風(fēng)電機組停機情況作為輸入，把本方法計算出的風(fēng)電場穩(wěn)態(tài)輸出功率與實測功率通過上述誤差評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行誤差計算，給出該計算方法的精確度。