[發明專利]基于實測數據的風電場穩態建模方法及系統

在審

• 申請號: 201310344707.X
• 申請日: 2013-08-08
• 公開（公告）號: CN103440405A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 王鈐;曾杰;林俐;盛超;陳曉科;楊汾艷;孫聞;丁魁;趙艷軍;唐景星;張躍;付聰;云雷;趙會龍;趙雙;潘險險
• 申請（專利權）人: 廣東電網公司電力科學研究院;華北電力大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 黃曉慶;曾旻輝

技術領域

本發明涉及風電場建模領域，特別涉及一種基于實測數據的風電場穩態建模方法以及一種風電場穩態建模系統。?

背景技術

風力發電是目前可再生能源開發技術中，最成熟、最具大規模開發和商業化前景的能源利用方式。然而，由于風能的間歇性和隨機性，導致隨風速變化而波動的風電場的輸出功率并不穩定。為了能夠有效地了解風電場的真實情況，反映風電場風速與輸出功率的關系，并進而能夠有效地對風電場的輸出功率或者說供電情況進行控制，對風電場進行建模以模擬風電場真實的工作狀態，是風電場技術領域的一個重要工作。在對風電場進行建模時，最理想的狀況是對每臺風力發電機組分別進行建模，這樣得到的風電場模型與實際的風電場最為相符，最能反應實際的真實情況。但是，與傳統的電廠相比，大型風電場由幾十臺甚至上百臺風力發電機組組成，若是對每臺風力發電機組都進行詳細建模，模型會很復雜，運算量巨大，甚至仿真根本無法進行，因此，研究如何建立工程實用、精確度較高的風電場模型具有重要的應用價值和學術意義。目前傳統的風電場建模方式，是以所有的風力發電機組的風速的平均值作為風電場的等效風速，以風電機組廠商提供的風速-功率為基礎，據此進行風電場模型的建模，這種建模方式，由于所有風力發電機組的平均風速并不能代表風電場的實際風速情況，而且風電機組廠商提供的風速-功率曲線與風機實際運行功率特性存在一定誤差，導致了最終所建立的風電場模型與風電場輸出情況誤差很大，并不能真實有效地反映風電場的實際情況。?

發明內容

基于此，針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種基于實測數據的風電場穩態建模方法、一種基于實測數據的風電場穩態建模系統，?其可以真實有效地反映風電場的實際情況，提高風電場模型精確度，減少風電場模型與實際輸出的誤差。?

為達到上述目的，本發明實施例采用以下技術方案：?

一種基于實測數據的風電場穩態建模方法，包括步驟：?

獲取預設時間段內的風電場所有風力發電機組包括風速以及各風速對應輸出功率的實測數據，根據所述實測數據進行擬合確定風速與輸出功率對應關系的風速-功率特性曲線；?

獲取預設時間段內并網運行的風力發電機組包含各不同時間點的風速的實測數據，根據該實測數據對所述并網運行的風力發電機組進行聚類分析，確定風電場的代表性風力發電機組，根據各代表性風力發電機組的的風速確定風電場等效風速；?

根據所述風速-功率特性曲線，以所述風電場等效風速作為輸入風速，確定風電場所有風力發電機組的平均輸出功率，根據所述平均輸出功率確定整個風電場的輸出功率；?

根據所述風電場等效風速、所述整個風電場的輸出功率建立風電場穩態等效模型。?

一種基于實測數據的風電場穩態建模系統，包括：?

風速-功率特性曲線確定模塊，用于獲取預設時間段內的風電場所有風力發電機組包括風速以及各風速對應輸出功率的實測數據，根據所述實測數據進行擬合確定風速與輸出功率對應關系的風速-功率特性曲線；?

等效風速確定模塊，用于獲取預設時間段內并網運行的風力發電機組包含各不同時間點的風速的實測數據，根據該實測數據對所述并網運行的風力發電機組進行聚類分析，確定風電場的代表性風力發電機組，根據各代表性風力發電機組的風速確定風電場等效風速；?

整體功率確定模塊，用于根據所述風速-功率特性曲線，以所述風電場等效風速作為輸入風速，確定風電場所有風力發電機組的平均輸出功率，根據所述平均輸出功率確定整個風電場的輸出功率；?

模型建立模塊，用于根據所述風電場等效風速、所述整個風電場的輸出功?率建立風電場穩態等效模型。?

根據上述本實施例中的方案，其是以實際測量的實際運行數據出發，通過擬合風速與輸出功率對應關系的風速-功率特性曲線、選出風電場的代表性風力發電機組、確定風電場等效風速，并基于該等效風速確定整個風電場的輸出功率，據此建立風電場穩態等效模型，其有效地反應了風電場的真實情況，所建立的風電場穩態等效模型能夠更加真實地反映風電場的風速與輸出功率的關系特性，減小了風電場等值模型的輸出與風電場實際輸出的誤差，使用該風電場穩態模型對風電場進行仿真更貼近風電場的實際情況。?

附圖說明

圖1是本發明的基于實測數據的風電場穩態建模方法實施例的流程示意圖；?

圖2是傳統的風電場等值模型的輸出功率、本發明的風電場穩態等效模型的輸出功率和風電場實際輸出功率的對比示意圖；?