[發明專利]風電場出力實時預測方法

無效

• 申請號: 201010110772.2
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN101794996A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 馬則良;朱忠烈;李睿元;陸艷艷
• 申請（專利權）人: 華東電網有限公司;中國水電顧問集團華東勘測設計研究院
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 韓小燕

技術領域

本發明涉及一種風電場出力實時預測方法。主要適用于風能利用領域，大型風力發電場發電量的預測，為電網調度提供依據。

背景技術

風電是利用機電一體化的風力發電機將風的動能轉化為電能的一種發電方式，出力的大小主要取決于風速的大小，其出力過程的變化趨勢和風速的變化基本一致。風的形成過程較復雜，主要受太陽輻射和地球自轉的影響，具有較強的隨機性。風的特性決定風力發電的出力也有一定的隨機性，含有一定風電的電網的調度和安全運行是一個全新的課題。隨著“三北”地區風電的快速發展，甘肅和內蒙為了電網的安全穩定運行，冬季頻繁限制并入電網的風電出力，使風電場上網電量減少，風電生產企業的收入降低，甚至出現虧損。要實現風電電量全額被電網收購，需要開展多方面的工作。了解風電出力的特點，成功預測風電出力，為電網制定調度計劃提供可靠的依據，是一項非常重要的工作。

由于近年來歐洲在風電場的建設投入不斷增加，對風能以及風電場的預測進行了大量研究，已經研發出數個用于風電場發電量預測的系統，并且實際運用于多個風電場。由于這些系統不易購置，且通用性不強，不易根據預測對象的特點對模型的預測結果進行調整，因此，研發適合于本土的風電場出力預測系統十分必要。

常用的預測方法可分為數學統計模型、數值天氣預報模式兩種。我國風電技術起步較晚，目前還沒有成熟的出力預測系統問世。國內已有的研究多采用數學統計模型，其預測的核心是數理統計原理，建立在大量歷史數據的基礎上，周邊環境變化對預測對象的影響無法體現，且預測誤差較大，風電場風速預測的誤差在25～40％左右。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：針對上述存在的問題提供一種預測精度高、實用性強、預測反應時間短的風電場出力實時預測方法，通過預測風電場風速來預測風電場的出力，旨在為電網制定調度計劃提供可靠的依據。

本發明所采用的技術方案是：風電場出力實時預測方法，其特征在于包括以下步驟：

a、根據實時更新的氣象格點初始資料，利用數值天氣預報模式模擬大尺度環流場、氣象場，推求代表點的風資源狀況；

b、將步驟a得到的風資源狀況傳輸至出力計算模型；

c、利用出力計算模型推算整個風電場出力，進而推算風電場群的出力。

所述步驟a還包括，

a1、利用實測數據驗證代表點的風資源狀況，判斷是否滿足精度要求，若滿足則執行步驟b；若不滿足，則執行步驟a2；

a2、調整模式分辨率及物理參數方案，重新計算。

所述步驟c包括，

c1、建立風電場WAsP發電量計算模型，按風向分象限分析代表點與整個風電場出力的關系，計算對應的各象限擴大系數；

c2、基于代表點風況與風電機組功率曲線，計算代表點出力；

c3、依據代表點出力及各象限擴大系數，計算風電場出力，進而推算風電場群的出力。

上述步驟c1中進行分象限時，按風向不同共分為16個象限，即N、NNE、NE、ENE、E、ESE、SE、SSE、S、SSW、SW、WSW、W、WNW、NW、NNW。

所述步驟c還包括，

c4、利用實際運行數據驗證風電場群出力，若不滿足精度要求，則執行步驟c5；

c5、調整出力計算模型，重新計算。

本發明的有益效果是：1、本發明首次將數值天氣預報模式應用于風電場風速預測。數值天氣預報模式從大氣環流的角度著手，對研究范圍內的風資源狀況進行預測，并且可根據周邊環境的變化調整模式，預測精度較高，實用性強。2、采用分象限擴大系數推算風電場出力。在風電場設計時的發電量計算模型(WAsP)的基礎上，借助有風資源實時預測結果的代表點，按風向分象限統計代表點各風速出力與風電場的出力之間的關系，定義為各象限擴大系數，利用擴大系數推算單個風電場、風電場群的實時出力，這種方法避免了利用流體力學模型的龐大計算量，提高了工作的效率和預測的反應時間，按風向不同象限統計擴大系數也兼顧了邊界條件不同對計算結果的影響，提高了預測精度。3、從整體上能較好的預測風電場風速及出力，不需要長期的觀測數據和實際運行資料，且其預測的結果對于大趨勢的把握較準確，風速預測誤差約為10％，出力預測誤差約為22％。

附圖說明

圖1是本發明的系統框圖。

圖2是本發明中數值天氣預報模式框圖。

圖3是本發明中出力計算模型框圖。

具體實施方式