[發明專利]復雜地形風電場風速與功率預測方法、系統、設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110476669.8
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113205210B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 韓毅;韓斌;李穎峰;王迪;王忠杰;馮仰敏;劉瑞;童博;宋子琛
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q10/04;G06F16/2458;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

1.一種復雜地形風電場風速與功率預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取目標風電場區域輪轂高度處的中尺度氣象預報歷史數據；

由不同來流風向扇區下，風電場區域性中尺度氣象歷史風速與各機組機艙風速計測得的同期風速數據的相關關系，建立整場氣象風速與各機組點位風速之間的擬合函數；

根據短期氣象預報風速和擬合函數預測出風電場離散機位處的精確風速，并結合各機組實際功率曲線得到功率預測；

對氣象歷史風況數據進行不同來流風向扇區下的篩選與歸類得到每個來流扇區方位下的子數據集；

根據獲得的每個來流扇區方位下子數據集中的日期和時間序列，獲取風電場中各風電機組的同期SCADA運行數據，并從中提取機艙風速計測量得到風速數據，建立相應的整場機組風速數據集；

將每個來流扇區方位下氣象子數據集與同期整場風電機組風速數據集合并，建立相應的整場氣象預報與機組風速測量數據集；

針對整場氣象預報與機組風速測量數據集計算得到氣象預報各來流風向下，整場氣象預報風速與各風機點位風速之間的相關關系；

根據各風機點位風速與整場氣象預報風速之間的相關關系，建立基于氣象預報風向與風速的各機組預測風速函數關系庫；

對氣象歷史風況數據進行不同來流風向扇區下的篩選與歸類得到每個來流扇區方位下的子數據集，具體包括以下步驟：

來流風向扇區依照經典風向玫瑰圖，建立十六方位來流風向，每個方位所代表的風向扇區中心角度，及各角度所代表的來流扇區角度范圍的相互關系；

以氣象歷史風況數據集M中的氣象預報輪轂高度處風向數據為基礎，所劃分的16方位來流風向進行數據篩選，獲得每個來流扇區方位下的子數據集；

整場氣象預報風速與各風機點位風速之間的相關關系采用函數關系進行擬合，最終根據各擬合函數的均方差與確定系數的優劣程度，建立最優的風速擬合函數:

D_i_V_j＝f_i(V_p)

式中，D_i_V_j為各風力機點位處的風速，V_p為整場氣象預報風速，其中j取1至風機總數。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

所述獲取目標風電場區域輪轂高度處的中尺度氣象預報歷史數據具體是：

獲取目標風電場區域輪轂高度處的中尺度氣象預報歷史數據，并從中提取風電場運行投產以來至今的平均風速與風向的時間序列數據，建立氣象歷史風況數據集。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

根據短期氣象預報風速和擬合函數預測出風電場離散機位處的精確風速具體為：

結合風電場運維系統接入的未來數小時實時氣象預報風向與風速數據，從得到各機組預測風速函數關系，計算當前氣象預報風況下，各機組點位未來數小時相應的預測風速。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

結合各機組實際功率曲線得到功率預測具體為：

根據計算得到的預報風向下，各機組點位未來數小時相應的預測風速，結合各機組的風速-功率曲線表，采用風速內部差值法，得到各機組預測風速下對應的功率預測值，進而對各機組功率預測值進行加和，得到整場的功率輸出預測值。

5.一種復雜地形風電場風速與功率預測系統，基于權利要求1至4任一項所的方法，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取目標風電場區域輪轂高度處的中尺度氣象預報歷史數據；

計算模塊，用于由不同來流風向扇區下，風電場區域性中尺度氣象歷史風速與各機組機艙風速計測得的同期風速數據的相關關系，建立整場氣象風速與各機組點位風速之間的擬合函數；

預測模塊，用于根據短期氣象預報風速和擬合函數預測出風電場離散機位處的精確風速，并結合各機組實際功率曲線得到功率預測。

6.一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1-4任一項所述復雜地形風電場風速與功率預測方法的步驟。

7.一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1-4任一項所述復雜地形風電場風速與功率預測方法的步驟。