[發明專利]一種風電場和風電區域的風電功率預測方法及系統

有效

• 申請號: 201410176194.0
• 申請日: 2014-04-29
• 公開（公告）號: CN103996072B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 葉林;趙永寧
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司11002
• 代理人: 李迪

1.一種風電場和風電區域的風電功率預測方法，其特征在于，該方法包括：

A.根據圖論理論，對風電場和風電區域的空間位置信息進行表征，得到風電場和風電區域的水平空間拓撲結構；

B.根據風電場和風電區域的水平空間拓撲結構，計算風電場和風電區域的統計相關系數矩陣；

C.計算風電場和風電區域的風速變化矩陣；

D.根據統計相關系數矩陣及風速變化矩陣，預測風電場和風電區域的風電功率。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟A中，所述風電場的水平空間拓撲結構包括：節點及支路，其中節點為風力發電機，支路為節點間的連接線；

所述風電區域的水平空間拓撲結構包括：節點及支路，其中節點為風電場，支路為節點間的連接線。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟B包括：

B1.對所述水平空間拓撲結構中的節點及支路進行參數化，得到參數化的節點；

B2.獲取各節點的觀測數據，所述觀測數據包括：風速觀測數據、風向觀測數據及風電功率觀測數據；

B3.根據各節點的觀測數據，計算參數化的節點之間的相關系數，所述相關系數包括風速相關系數、風向相關系數、風電功率相關系數；

B4.根據所述參數化的節點之間的相關系數，計算參數化的節點之間的統計相關系數，得到統計相關系數矩陣。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟C包括：

C1.根據對數風速輪廓線，計算參數化的節點之間的風速垂直變化量，其中，所述對數風速輪廓線為：

uz(z)=u*κ1n(zz0)]]>

其中，z是節點距離地面的高度，z₀是粗糙度長度，u*是摩擦速度，κ是卡門常數；

C2.根據納維-斯托克斯方程和連續方程，計算參數化的節點之間的風速三維變化量，其中，所述納維-斯托克斯方程為：

ρ(∂tu→+(u→·▿)u→)=-▿p+2ρ(u→×Ω→)+η▿2u→-fg,]]>

所述連續方程為式中是向量微分算子，即▿=∂∂xi+∂∂yj+∂∂zk]]>或▿=(∂∂x,∂∂y,∂∂z);▿2]]>是拉普拉斯算子，即▿2=∂2∂x2i+∂2∂y2j+∂2∂z2k;▿·u→=0]]>可以寫為∂ux∂x+∂uy∂y+∂uz∂z=0;∂t]]>表示對時間求導；ρ是空氣密度，p是大氣壓強，是地球自轉速度，η是剪切粘度，f_g是重力，等式左側為風速的動量變化，等式右邊第一個分量是壓力梯度，第二個分量是科里奧利力，第三個分量是分子摩擦力，第四個分量是重力；

C3.根據風速垂直變化量和風速三維變化量，計算參數化的節點之間的風速變化量，得到風速變化矩陣。