基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法，包括以下步驟：機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)為機(jī)艙風(fēng)速計(jì)的測(cè)量風(fēng)速和功率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，篩選出代表風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)；對(duì)風(fēng)電場(chǎng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)歷史實(shí)測(cè)出力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)風(fēng)電出力特性及風(fēng)機(jī)理論出力擬合功率曲線，建立理論功率計(jì)算模型；根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行風(fēng)機(jī)數(shù)；確認(rèn)風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況；將運(yùn)行機(jī)頭風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入理論功率計(jì)算模型；輸出風(fēng)電場(chǎng)理論功率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果。達(dá)到合理調(diào)節(jié)電網(wǎng)，優(yōu)化電力輸送，避免能源浪費(fèi)的目的。
【專利說(shuō)明】基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)新能源【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電 場(chǎng)理論功率計(jì)算方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 2006年1月1日，《可再生能源法》的正式實(shí)施為風(fēng)電的發(fā)展提供了新的推動(dòng)力和 保障，我國(guó)的風(fēng)力發(fā)電進(jìn)入了大規(guī)模發(fā)展階段，"建設(shè)大基地，接入大電網(wǎng)"已成為風(fēng)電開(kāi)發(fā) 的主要模式。截止2012年底，中國(guó)累計(jì)裝機(jī)容量75324. 2MW，占全球的26. 7%，居世界首位。
[0003] 大規(guī)模風(fēng)電的接入給電網(wǎng)調(diào)峰帶來(lái)很大的壓力，受調(diào)峰能力及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的制約， 多個(gè)風(fēng)電基地出現(xiàn)較大規(guī)模棄風(fēng)限電的情況。目前風(fēng)電入網(wǎng)特別是并網(wǎng)風(fēng)電棄風(fēng)限電問(wèn)題 已成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)。對(duì)風(fēng)電場(chǎng)理論功率與電量進(jìn)行計(jì)算，對(duì)于協(xié)調(diào)網(wǎng)廠矛盾、促進(jìn)風(fēng)電 行業(yè)的良性發(fā)展等方面具有重要意義。
[0004] 風(fēng)電場(chǎng)理論出力是指在實(shí)際風(fēng)速情況下，考慮尾流效應(yīng)、故障停機(jī)、廠內(nèi)用電、輸 電損耗等因素的基礎(chǔ)上所能發(fā)出的最大功率。由于大規(guī)模風(fēng)電的集中并網(wǎng)，遠(yuǎn)距離輸送、高 電壓的輸送要求，呈現(xiàn)出與國(guó)外風(fēng)電發(fā)展模式顯著不同的特點(diǎn)，由此帶來(lái)的電網(wǎng)技術(shù)和經(jīng) 濟(jì)問(wèn)題尤為突出，更為復(fù)雜。地處偏遠(yuǎn)的風(fēng)電基地大多遭遇送出瓶頸，限電問(wèn)題十分嚴(yán)重。 從而造成現(xiàn)在新能源的發(fā)展，造成能源浪費(fèi)的問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率 計(jì)算方法，以實(shí)現(xiàn)合理調(diào)節(jié)電網(wǎng)，優(yōu)化電力輸送，避免能源浪費(fèi)的優(yōu)點(diǎn)。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法，包括以下步驟： 步驟1 :機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)為機(jī)艙風(fēng)速計(jì)的測(cè)量風(fēng)速和功率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)頭 風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，篩選出代表風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)； 步驟2 :對(duì)風(fēng)電場(chǎng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)歷史實(shí)測(cè)出力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)風(fēng)電出力特性及 風(fēng)機(jī)理論出力擬合功率曲線，建立理論功率計(jì)算模型； 步驟3 :根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行風(fēng)機(jī)數(shù)； 步驟4 :確認(rèn)風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況； 步驟5 :將運(yùn)行機(jī)頭風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入步驟2中的理論功率計(jì)算模型； 步驟6:輸出風(fēng)電場(chǎng)理論功率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述步驟1對(duì)機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選具體 為： 首先對(duì)艙風(fēng)速計(jì)的測(cè)量風(fēng)速和功率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)這兩種輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，刪除限電、 檢修造成的停機(jī)數(shù)據(jù)，以及離散數(shù)據(jù)，篩選出代表風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果： 本發(fā)明的技術(shù)方案，基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法，基于非限電時(shí)段的 運(yùn)行數(shù)據(jù)建立模型，再應(yīng)用到限電時(shí)段，計(jì)算限電時(shí)段風(fēng)電場(chǎng)的理論功率，較好地計(jì)及風(fēng)電 場(chǎng)在當(dāng)時(shí)風(fēng)速、溫度、地理位置及尾流等各種客觀因素。從而準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)風(fēng)電的輸出功率， 達(dá)到合理調(diào)節(jié)電網(wǎng)，優(yōu)化電力輸送，避免能源浪費(fèi)的目的。
[0009] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí) 施例僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0012] 如圖1所示，一種基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法，包括以下步驟： 步驟1 :機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)為機(jī)艙風(fēng)速計(jì)的測(cè)量風(fēng)速和功率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)頭 風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，篩選出代表風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)； 步驟2 :對(duì)風(fēng)電場(chǎng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)歷史實(shí)測(cè)出力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)風(fēng)電出力特性及 風(fēng)機(jī)理論出力擬合功率曲線，建立理論功率計(jì)算模型； 步驟3 :根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行風(fēng)機(jī)數(shù)； 步驟4 :確認(rèn)風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況； 步驟5 :將運(yùn)行機(jī)頭風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入步驟2中的理論功率計(jì)算模型； 步驟6 :輸出風(fēng)電場(chǎng)理論功率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果。
[0013] 其中，步驟1對(duì)機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選具體為：首先對(duì)艙風(fēng)速計(jì)的測(cè)量 風(fēng)速和功率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)這兩種輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，刪除限電、檢修造成的停機(jī)數(shù)據(jù)，以及離 散數(shù)據(jù)，篩選出代表風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
[0014] 本技術(shù)方案為計(jì)算出比較合理的風(fēng)電場(chǎng)理論功率，以風(fēng)電場(chǎng)大量的單臺(tái)風(fēng)機(jī)歷史 出力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)擬合和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)其進(jìn)行前期處理，通過(guò)單臺(tái)風(fēng)機(jī)建 立風(fēng)電場(chǎng)理論功率擬合曲線的方式，并考慮風(fēng)電場(chǎng)尾流效應(yīng)和風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況等客觀問(wèn) 題，建立風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算模型，具體思路如下： 1)建模數(shù)據(jù)篩選：機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)為機(jī)艙風(fēng)速計(jì)的測(cè)量風(fēng)速和功率的實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)。首先要對(duì)這兩種輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，刪除限電、檢修造成的停機(jī)數(shù)據(jù)，以及其它原因造 成了離散數(shù)據(jù)，篩選出能代表風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
[0015] 2)擬合機(jī)頭功率曲線：基于篩選后的機(jī)頭風(fēng)速、功率數(shù)據(jù)擬合得到每臺(tái)風(fēng)機(jī)的機(jī) 頭功率曲線。
[0016] 3)計(jì)算單機(jī)理論功率：針對(duì)限電時(shí)段，根據(jù)機(jī)頭風(fēng)速計(jì)的測(cè)量風(fēng)速與擬合得到的 機(jī)頭功率曲線，計(jì)算每臺(tái)風(fēng)機(jī)的理論功率。
[0017] 4)計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)理論功率：針對(duì)限電時(shí)段，累加每臺(tái)風(fēng)機(jī)的理論功率，得到整個(gè)風(fēng)電 場(chǎng)的理論功率。
[0018] 具體步驟如下 根據(jù)基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法的計(jì)算思路及建立的計(jì)算模型，基于 機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算步驟如下： 對(duì)機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)中的機(jī)艙風(fēng)速計(jì)的測(cè)量風(fēng)速和功率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，篩 選出能代表風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)； 對(duì)風(fēng)電場(chǎng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)歷史實(shí)測(cè)出力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)風(fēng)電出力特性及風(fēng)機(jī)理論 出力擬合功率曲線，建立理論功率計(jì)算模型； 進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行風(fēng)機(jī)數(shù)； 確認(rèn)風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況； 將運(yùn)行機(jī)頭風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算模型； 輸出風(fēng)電場(chǎng)理論功率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果。
[0019] 綜上所述，本發(fā)明的技術(shù)方案： 根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)大量的單臺(tái)風(fēng)機(jī)歷史出力數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用數(shù)據(jù)擬合和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法 對(duì)其進(jìn)行前期處理，通過(guò)單臺(tái)風(fēng)機(jī)建立風(fēng)電場(chǎng)理論功率擬合曲線的方式，并考慮風(fēng)電場(chǎng)尾 流效應(yīng)和風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況等客觀問(wèn)題，建立風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算模型，該模型的建立具 有重要的實(shí)用價(jià)值。
[0020] 最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可 以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1 :機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)為機(jī)艙風(fēng)速計(jì)的測(cè)量風(fēng)速和功率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)機(jī)頭 風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，篩選出代表風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)； 步驟2 :對(duì)風(fēng)電場(chǎng)單臺(tái)風(fēng)機(jī)歷史實(shí)測(cè)出力數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)風(fēng)電出力特性及 風(fēng)機(jī)理論出力擬合功率曲線，建立理論功率計(jì)算模型； 步驟3 :根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行風(fēng)機(jī)數(shù)； 步驟4 :確認(rèn)風(fēng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行情況； 步驟5 :將運(yùn)行機(jī)頭風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入步驟2中的理論功率計(jì)算模型； 步驟6 :輸出風(fēng)電場(chǎng)理論功率實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)頭風(fēng)速法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法，其特征在于， 所述步驟1對(duì)機(jī)頭風(fēng)速法的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選具體為： 首先對(duì)艙風(fēng)速計(jì)的測(cè)量風(fēng)速和功率的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)這兩種輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，刪除限電、 檢修造成的停機(jī)數(shù)據(jù)，以及離散數(shù)據(jù)，篩選出代表風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104112241SQ201410360595
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】汪寧渤, 馬明, 姜文玲, 呂清泉, 馬彥宏, 劉光途, 賈懷森, 趙龍, 韓自?shī)^, 周強(qiáng), 王定美, 路亮, 張健美 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司, 甘肅省電力公司風(fēng)電技術(shù)中心