[發(fā)明專利]基于測風塔數(shù)據(jù)外推法的風電場理論功率計算方法

在審

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• 申請日: 2014-07-28
• 公開（公告）號: CN104156575A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發(fā)明（設計）人: 汪寧渤;馬明;呂清泉;馬彥宏;劉光途;賈懷森;趙龍;韓自奮;周強;王定美;路亮;張健美
• 申請（專利權）人: 國家電網(wǎng)公司;國網(wǎng)甘肅省電力公司;甘肅省電力公司風電技術中心
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產(chǎn)權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

技術領域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)新能源技術領域，具體地，涉及一種基于測風塔數(shù)據(jù)外推法的風電場理論功率計算方法。

背景技術

2006年1月1日，《可再生能源法》的正式實施為風電的發(fā)展提供了新的推動力和保障，我國的風力發(fā)電進入了大規(guī)模發(fā)展階段，“建設大基地，接入大電網(wǎng)”已成為風電開發(fā)的主要模式。截止2012年底，中國累計裝機容量75324.2MW，占全球的26.7％，居世界首位。

大規(guī)模風電的接入給電網(wǎng)調(diào)峰帶來很大的壓力，受調(diào)峰能力及網(wǎng)架結構的制約，多個風電基地出現(xiàn)較大規(guī)模棄風限電的情況。目前風電入網(wǎng)特別是并網(wǎng)風電棄風限電問題已成為各方關注的焦點。對風電場理論功率與電量進行計算，并進行棄風電量評估，對于協(xié)調(diào)網(wǎng)廠矛盾、促進風電行業(yè)的良性發(fā)展等方面具有重要意義。

風電場理論出力是指在實際風速情況下，考慮尾流效應、故障停機、廠內(nèi)用電、輸電損耗等因素的基礎上所能發(fā)出的最大功率。由于大規(guī)模風電的集中并網(wǎng)，遠距離輸送、高電壓的輸送要求，呈現(xiàn)出與國外風電發(fā)展模式顯著不同的特點，由此帶來的電網(wǎng)技術和經(jīng)濟問題尤為突出，更為復雜。地處偏遠的風電基地大多遭遇送出瓶頸，限電問題十分嚴重。因風電場的功率無法準確的預測，從而造成風能發(fā)電利用效率低，造成電網(wǎng)沖擊等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種基于測風塔數(shù)據(jù)外推法的風電場理論功率計算方法，以實現(xiàn)準確預測風電場理論功率，從而保證電網(wǎng)線路安全的優(yōu)點。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：

一種基于測風塔數(shù)據(jù)外推法的風電場理論功率計算方法，包括以下步驟：

步驟1：選擇設定范圍內(nèi)風電場內(nèi)的測風塔，并對測風塔采集的歷史數(shù)據(jù)進行分析處理；

步驟2：根據(jù)測風塔歷史數(shù)據(jù)進行空氣密度計算；

步驟3：根據(jù)測風塔歷史數(shù)據(jù)進行功率曲線校正；

步驟4：根據(jù)測風塔歷史數(shù)據(jù)中特征風機的機頭風速及功率進行功率曲線擬合；

步驟5：將測風塔風速外推至每臺風機輪轂高度處，建立測風塔數(shù)據(jù)外推法理論功率計算模型；

步驟6：輸入測風塔實時測風數(shù)據(jù)及較正空氣密度到上述步驟5的理論功率計算模型進行計算；

步驟7：

將輪轂高度外推測風數(shù)據(jù)與機頭風速進行對比綜合分析，并輸出運行結果。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，上述步驟2根據(jù)測風塔歷史數(shù)據(jù)進行空氣密度計算中，空氣密度計算具體如下：

ρi=BiRTi]]>

ρ‾=1NΣi=1Nρi]]>

式中：ρ_i為瞬時平均空氣密度，B_i瞬時氣壓，R為氣體常數(shù)287.05(J/kg.K)，T_i平均氣溫，N為樣本個數(shù)，為平均空氣密度。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，上述步驟3根據(jù)測風塔歷史數(shù)據(jù)進行功率曲線校正中，功率曲線的校正具體如下：

如空氣密度在1.225kg/m3±0.05kg/m3范圍內(nèi)，功率曲線無需校正；若在此范圍以外，則功率曲線需進行校正具體如下：

對于失速控制、具有恒定槳矩和轉(zhuǎn)速的風力發(fā)電機組，校正功率曲線可利用下式計算：

對于功率自動控制的風電機組，校正功率曲線可利用下式計算：