[發明專利]一種臺風災害下風電預防控制優化方法

有效

• 申請號: 202110576800.8
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113346541B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 謝云云;楊皖浙;吳昊;蔡勝;李虹儀;李尚軒;嚴欣騰;鄒云;殷明慧;卜京;張俊芳
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 王安

1.一種臺風災害下風電預防控制優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：利用Copula函數對海上風電出力預測誤差的時空相關性進行建模并生成風電停機場景，具體為：

步驟1-1：根據歷史數據，構建包含N個風場內的風機在T個時間內的風功率預測誤差矩陣E：

式中，為第N個風機在時刻T的第ξ個值；

步驟1-2：利用核密度估計方法計算每一組風速預測誤差的邊際累積分布函數；

步驟1-3：利用極大似然估計方法估計Copula函數的參數，并根據相關系數選擇Copula函數的類型；

步驟1-4：對所選擇Copula函數的參數進行估計，得到聯合CDF，采用蒙特卡洛模擬法生成單臺風機風功率預報誤差的多維場景：

忽略風電場內部的風機尾流的影響，設定風電場內的所有風機出力功率相同，則第s個場景中第i個風電場在時刻t的總功率表示為：

式中，N_sum,wind,i為第i個風電場的風機總接入數目，為第i個風電場單臺風機在時刻t的預測輸出功率，為第s個場景中第i個風電場在時刻t的風機功率預測誤差；

步驟2：確定海上風電場拓撲故障情況生成風電場故障場景；

步驟3：將風電故障場景和風電停機場景進行耦合；

步驟4：基于條件風險價值構建決策風機提前停運和機組出力調度的隨機優化模型，根據優化模型確定風機停運和調度方案。

2.根據權利要求1所述的臺風災害下風電預防控制優化方法，其特征在于，所述步驟2中的確定海上風電場拓撲故障情況生成風電場故障場景，具體為：

將臺風下海上風電場的故障分為風機故障和線路故障，風機故障導致單臺風機切出，架空線路故障導致線路末端所有的正常風機都被迫切出，將設備在強臺風作用下的疲勞損傷模型表示為：

式中，a、b為模型系數，與桿塔材料有關，V_i為第i個時間段桿塔所受臺風風速，V₀為臺風開始對設備產生低周疲勞損傷的臨界風速，V_m為設備承受的極限風速，D_i表示第i個時間段內設備所受的低周疲勞損傷，在每個時間段內計算線路桿塔和風機的低周疲勞損傷，根據miner理論對某時刻之前的低周疲勞損傷進行累積，得到臺風期間該時刻的海上風電場故障場景。

3.根據權利要求1所述的臺風災害下風電預防控制優化方法，其特征在于所述步驟3中的將海上風電場故障場景和考慮時空相關性的風電停運場景進行耦合，具體為：

風電場風機總數N_sum,wind,i與風電場故障場景相關，需要實時進行校正，海上風電場總功率為：

式中，N_{sum,wind,i,t,s}為第s個場景中第i個風電場在時刻t的風機總接入數目，為第i個風電場單臺風機在時刻t的預測輸出功率，為第s個場景中第i個風電場在時刻t的風機功率預測誤差。