[發明專利]一種綜合風電場理論出力評估仿真系統和評估方法

在審

• 申請號: 201510867138.6
• 申請日: 2015-12-02
• 公開（公告）號: CN105260953A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 汪寧渤;馬明;曹銀利;沈潤杰;何斌;馬彥宏;張健美;周強;趙龍;王明松;呂清泉;王定美;陳釗;張艷麗
• 申請（專利權）人: 甘肅省電力公司風電技術中心;同濟大學;國網甘肅省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，尤其涉及一種綜合風電場理論出力評估仿真系統和評估方法。

背景技術

我國風能資源豐富，2006年1月1日，《可再生能源法》的正式實施為風電的發展提供了新的推動力和保障，我國的風力發電進入了大規模發展階段，“建設大基地，接入大電網”已成為風電開發的主要模式。2014年，中國風電裝機容量達91.4GW，新增裝機容量16.1GW，占全球新增裝機容量的46.1％，位居全球第一。

甘肅省屬全國風能資源豐富的省區之一，風能資源理論儲量為2.37億千瓦，風能總儲量居全國第五位，甘肅風能資源可開發容量在4000萬千瓦以上，風能資源可開發容量居全國第三位，甘肅省的風能資源主要集中在河西地區。甘肅省委省政府2006年提出了建設河西風電走廊、再造西部陸上“三峽”的戰略構想，2007年國家批準了甘肅酒泉風電基地總體規劃，2008年省委省政府進一步明確了建設河西走廊風電基地三步走的戰略，第一步，到2015年，裝機容量達到1000萬千瓦，成為全國最大的風電基地之一；第二步，到2020年，裝機容量增加到2000萬千瓦，建成陸上“三峽”工程；第三步，2020年以后，裝機容量繼續擴大到3000萬千瓦以上，使河西走廊成為世界上最大的風電基地。同時，利用光電、風電的互補性，將大力發展光電，2015年在甘肅的太陽能發電將達到600萬千瓦，2020年將達到1000萬千瓦。

截至2014年11月，甘肅風電裝機容量832萬千瓦，光伏裝機455萬千瓦，風光電總裝機已經超過甘肅電網負荷最大值，如此大規模的新能源很難在甘肅省內消納，在正負800kV特高壓直流還沒有建設完成之前，棄風棄光問題非常嚴重，已經給甘肅省新能源的發展造成了一定的影響。為了解決這一問題，對風電場、光伏電站及新能源場站群的理論出力分析研究，找出能夠比較實際反應風電場理論出力方面的方法和模型，為棄風電量計算提供科學的理論依據。因此，研究風電場、光伏電站理論出力非常必要。

大規模風電的接入給電網調峰帶來很大的壓力，受調峰能力及網架結構的制約，多個風電基地出現較大規模棄風限電的情況。目前風電入網特別是并網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，對于協調網廠矛盾、促進風電行業的良性發展等方面具有重要意義。

2012年12月17日，國家電網公司出臺了《風電受阻電量計算辦法》，文件中規定棄風電量按月統計，相對誤差在3％以內為合格。國家電力監管委員會下達了《風電場棄風電量計算辦法(試行)》文件，文件中建議采用樣板風機法(也稱特征風機法)計算棄風電量。

目前，風電場理論出力及棄風電量計算方法主要有樣板風機法、測風塔數據外推法，機頭風速法三種方式。對這三種方法，實例對比分析結果表明，此三種方法有各自的優缺點及其適條件，因此能夠找到一種方法，既可以根據風機實時運行數據來判斷風電出力的真實性，又能通過測風塔實際風速判斷其風電場理論出力，又能通過機頭風速去判斷和激光雷達的實測尾流值作為尾流影響的判斷及衰減參數，故進行綜合考慮環境、尾流、地理信息等因素影響的風電場理論出力評估分析方法研究及仿真平臺開發，具有十分重要的意義。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種綜合風電場理論出力評估仿真系統和評估方法，建立大型新能源基地理論出力仿真系統平臺，綜合考慮環境、尾流、地理信息等因素影響，對風電場理論出力進行評估分析。

為實現上述目的，本發明提供了一種綜合風電場理論出力評估仿真系統，其特征在于，包括信息層、環境層、風電場層、評估層和數據庫；所述信息層用于從互聯網收集信息數據，將所述信息數據匯集到數據庫中，供其它層調用數據，并負責所述信息數據的管理、顯示、更新數據庫；所述數據庫將信息層、環境層、風電場層、評估層、模型參數修改維護系統中的信息進行讀取、保存、查詢；所述環境層將信息層獲得所述信息數據進行融合處理，建立環境模型，得出整個風力發電場的風速數據；所述風電場層包括風電機組出力分析模型和風電場整體出力模型，用于根據所述環境層提供的所述風速數據計算每個風電機組的理論出力，通過風場風電機組出力及拓撲結構，構建風電場整體出力模型；所述評估層用于建立建立整個風電基地的棄風量模型，并對其進行評估。

優選地，所述綜合風電場理論出力評估仿真系統還包括各模型參數修改維護系統，所述各模型參數修改維護系統用于修改維護所述信息層、所述環境層、所述風電場層、所述評估層內部的數學模型或參數。