[發明專利]一種評價風速時移性的方法

在審

• 申請號: 202011343428.8
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112395812A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 韓爽;王函;劉永前;閻潔;李莉;孟航;張永蕊
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06K9/62;G06Q10/06;G06Q50/06;G06F113/04;G06F113/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 史雙元

本發明公開了屬于風電場技術領域的一種評價風速時移性的方法。通過建立不同空間位置處風速序列間的時移性模型，設計了評價風速時移性的步驟，并提出延遲時間DT和速度因子SF兩個指標定量來評價不同空間位置處各風過程間的時間關系與速度變化情況。定量分析不同空間位置處風速序列間的時移特性，為風電場設計運行和電力系統調度提供了可靠的技術支撐。所提方法的研究結果可依據實際風況進行不斷完善，且適用于任何風電場與任意空間尺度，結果可作為風資源評估的有效衡量指標，為風電場出力特性的研究提供了理論依據。

技術領域

本發明涉及風電場技術領域，尤其涉及一種評價風速時移性的方法。

背景技術

風電并網規模的快速擴大導致風電出力的隨機波動性對電網調度、電力系統安全穩定運行及電能質量的影響日益彰顯。由于風電機組出力與風速的三次方呈正相關關系，所以對風速的研究至關重要。如何從不同空間位置處隨機波動的風速序列中挖掘出風速的時空耦合關系，對風電場(群)爬坡事件、可能出現的極端事件、降低風電并網對電網的沖擊等均具有重要意義，也事關風電場效益與電網中風電的并網比例。

現有針對不同空間位置處風速序列間時空耦合關系的研究可分為基于模型驅動的物理方法與基于數據驅動的統計方法，存在以下問題及缺陷：

(1)物理方法無法依據實際風速的分布情況對模型進行實時優化，且模型精度與模型復雜度呈反比關系，難以適用于地形復雜的風電場與我國普遍存在的成片式開發的風電場群和風電基地。

(2)統計方法僅實現了風速序列間相關性的量化，風速間的時移性隱含在空間分布與映射關系內，尚未實現量化。

為了解決上述問題，本發明提供了一種基于風過程量化不同時空尺度下風速序列間時移性的方法，并提出了評價風速時移性的指標，即延遲時間DT與速度因子SF，為定量衡量不同空間位置處風速序列間的時間關系與速度變化情況提供了科學依據。所提方法的研究結果可依據實際風況進行不斷完善，且適用于任何風電場與任意空間尺度，結果可作為風資源評估的有效衡量指標，為風電場出力特性的研究提供了理論依據。

發明內容

本發明的目的是提出一種評價風速時移性的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：數據提取及預處理；采集不同空間位置處風況信息，包括風速與風向時間序列數據，并對上述數據進行清洗與預處理；

步驟2：時間窗口確定；考慮步驟1所獲得數據的時間分辨率，確定風速時移性分析及評價的時間窗口T_w；

步驟3：起始點位p處風過程集合獲取；依據時間窗口同時劃分起始點位p處的風速序列與風向序列，獲取風過程集合其中分別表示將起始點位p處的風序列按時間窗口T_w劃分后的第1、2、…、n個風過程；

步驟4：終止點位q處風過程集合獲取；依據點位p與點位q間的相對位置與距離和起始點位p處各風過程內的主風向與風速序列，計算起始點位p處各風過程至終止點位q處的理論延遲時間范圍，據此構建終止點位q處相應時變時間窗口的風過程集合；

步驟5：時移評價指標計算；計算起始點位p各風過程下的時間延遲DT與速度因子SF，定量評價起始點位p處風速序列至終止點位q處的時移性；

步驟6：對所有空間點位重復步驟3至步驟5，得到可定量評價不同空間域度內各風過程時移性的指標：延遲時間DT與速度因子SF；

步驟7：風速時移性評價；依據步驟6中計算所得風過程時移性的指標，描繪不同空間點位間風速變化的時移性特征。

所述步驟1中的數據提取及預處理包括檢驗篩選、錯誤數據剔除及合理的插補與修正。