[發明專利]一種風電場理論功率計算方法及系統

在審

• 申請號: 202011328782.3
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN114547829A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 王桂松;賴曉路;肖碧濤
• 申請（專利權）人: 南京國電南自維美德自動化有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06Q50/06;G06F111/10;G06F113/06
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 何春廷

1.一種風電場理論功率計算方法，其特征在于，

獲取風機運行的原始數據；

對原始數據進行篩選，確定風機非正常運行數據和風機正常運行數據；

對各機組機艙風速進行多重共線性檢驗，根據檢驗結果利用特征提取進行機群劃分；

根據風機非正常運行數據和風機正常運行數據對劃分后的機群進行線性強相關機群理論發電功率計算和線性弱相關機群理論發電功率計算；所述線性強相關機群理論發電功率計算的過程包括：計算全樣本機艙風速序列的列昂節夫逆陣，對風速序列進行修正與非參數回歸擬合求取線性強相關機群的理論發電功率；所述線性弱相關機群理論發電功率計算的過程包括：對于線性弱相關機群風速功率數據，按照風向、氣壓進行劃分，采用非參數回歸對劃分后的風速功率數據進行擬合計算得到線性弱相關機群的理論發電功率；

將所述線性強相關機群的理論發電功功率、線性弱相關機群的理論發電功率求和確定風電場理論發電功率。

2.根據權利要求1所述的風電場理論功率計算方法，其特征在于，所述對原始數據進行篩選，確定風機非正常運行數據和風機正常運行數據的過程包括：

采用機理規則方法篩選風機運行的原始數據在采樣、傳輸和存儲過程中出現問題后導致的異常數據，得到風機非正常運行數據和風機正常運行數據。

3.根據權利要求1所述的風電場理論功率計算方法，其特征在于，所述對各機組機艙風速進行多重共線性檢驗，根據檢驗結果利用特征提取進行機群劃分的過程包括：

計算風場所有風電機組風速序列的方差膨脹因子，根據方差膨脹因子確定各風電機組機艙風速的多重共線嚴重性，根據多重共線嚴重性，利用特征值和特征向量分析方法進行機群劃分，將存在嚴重多重共線的風電機組歸類為線性強相關機群，將其余風電機組歸類為線性弱相關機群。

4.根據權利要求1所述的風電場理論功率計算方法，其特征在于，所述計算全樣本機艙風速序列的列昂節夫逆陣，對風速序列進行修正求取線性強相關機群理論發電功率的過程包括：

剔除風機非正常運行數據中的風速異常數據，將處理后的非正常運行數據與正常運行數據共同組成觀測矩陣，根據所述觀測矩陣確定強相關機群風速序列矩陣和功率序列矩陣；

考慮風電場不同風電機組間的相互影響，確定直接作用系數和間接作用系數，根據直接作用系數和間接作用系數確定完全作用系數矩陣；

采用列昂節夫逆陣變換所述完全作用系數矩陣，除去所述完全作用系數矩陣中的虛擬矩陣得到強相關機群風速序列的完全作用系數矩陣；

利用強相關機群風速序列的完全作用系數矩陣對強相關機群風速序列進行修正，得到修正后風速序列；

對于每一臺風電機組修正后的非正常數據，使用非參數回歸建模方法建立模型擬合風速數據正常時的功率；

根據擬合后的結果得到線性強相關機群的理論發電功率。

5.根據權利要求4所述的風電場理論功率計算方法，其特征在于，所述使用非參數回歸建模方法建立模型的公式為：

式中，p_t,j為機組j在t時刻恢復后的理論功率；為機組j非正常時段的修正風速；為j機組修正后的正常運行狀態風速，與互斥；p_i,j為j機組正常運行狀態功率；d為正常運行狀態樣本個數，d≤n，n為樣本數據量；K為高斯核函數，核窗寬h通過交叉驗證法確定。

6.根據權利要求1所述的風電場理論功率計算方法，其特征在于，所述對于線性弱相關機群風速功率數據，按照風向、氣壓進行劃分，采用非參數回歸對劃分后的風速功率數據進行擬合計算得到線性弱相關機群非正常數據的理論發電功率的過程包括：

所述采用非參數回歸對劃分后的風速功率數據進行擬合計算的公式為：

式中，為第j臺機組t時刻恢復后的理論功率；為第j臺機組非正常時段的風速；和分別為第j臺機組正常樣本風速和功率；和互斥；e為正常運行狀態樣本個數，且e≤n，n為樣本數據量，K為高斯核函數，核窗寬h^a,b通過交叉驗證法確定。