一種集群風(fēng)電場波動性建模方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種集群風(fēng)電場波動性建模方法，包括：S1.定義區(qū)域風(fēng)電場集群波動相對二階中心距、三階中心距和四階中心距數(shù)學(xué)模型；S2.建立集群風(fēng)電場標準差、偏度和峰度經(jīng)典指標；S3.建立風(fēng)電場間相關(guān)系數(shù)與場間距指數(shù)關(guān)系模型和標準差與風(fēng)電場平均利用小時多項式關(guān)系模型；S4.根據(jù)典型區(qū)域風(fēng)電場集群出力歷史數(shù)據(jù)和地理信息，運用最小二乘法，得到建模相關(guān)參數(shù)；S5.利用目標風(fēng)電場集群場間距，依托具體建立的場間距與相關(guān)系數(shù)指數(shù)關(guān)系模型，求出中心距因子；S6.利用目標風(fēng)電場平均利用小時數(shù)，依托具體建立的標準差與平均利用小時數(shù)多項式關(guān)系模型，求出標準差；S7.計算區(qū)域風(fēng)電場集群波動指標標準差、偏度和峰度，分析集群風(fēng)電場波動特性。
【專利說明】一種集群風(fēng)電場波動性建模方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的新能源發(fā)電領(lǐng)域，具體涉及一種集群風(fēng)電場波動性建模方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 由于受到自然特性、地理環(huán)境、風(fēng)電場自身條件等因素影響，風(fēng)電出力具有隨機波 動性。而這正是風(fēng)電對接入電網(wǎng)產(chǎn)生影響的根本原因，尤其當并網(wǎng)風(fēng)電裝機容量增長到一 定規(guī)模時，風(fēng)電功率不可掌控的波動將對電網(wǎng)的有功及無功功率平衡帶來了不利影響。這 些影響包括風(fēng)電接入點局部地區(qū)電壓水平、全網(wǎng)旋轉(zhuǎn)備用容量安排、系統(tǒng)調(diào)頻等方面。一直 以來，由于缺乏足夠的風(fēng)電功率波動數(shù)據(jù)，難以細致地量化評估上述影響，這對于最大限度 地把握風(fēng)電功率波動給電網(wǎng)帶來的影響，進一步提高電網(wǎng)對風(fēng)電的接納能力是很不利的。 相對單個風(fēng)電場輸出功率的波動性而言，電網(wǎng)調(diào)度、規(guī)劃部門更關(guān)心數(shù)個風(fēng)電場組形成集 群風(fēng)電場之后的波動特性對電網(wǎng)穩(wěn)定運行的影響，因此研究集群風(fēng)電場的波動特性對于電 力系統(tǒng)運行和規(guī)劃意義重大，鑒于以往風(fēng)電波動特性指標的局限以及風(fēng)電集群波動性定量 分析方法的缺乏，對于風(fēng)電場集群的波動性研究尚存在著不足，大部分研究僅局限于風(fēng)電 場定性的研究，而且對于大規(guī)模風(fēng)電出力數(shù)據(jù)的計算方法分析角度僅從集中趨勢、離散程 度兩個方面進行分析，缺乏從分布形狀的角度對風(fēng)電出力分布特性進行深入研究，本發(fā)明 提出的一種集群風(fēng)電場波動性建模方法，為經(jīng)典指標計算提供了快速、有效的計算方法。
[0003] 從傳統(tǒng)集群風(fēng)電場波動性分析方法上來看，通過直接定義法，計算標準差、偏度和 峰度指標時需要收集完善的目標風(fēng)電場集群的出力數(shù)據(jù)，而且按照偏度和峰度的定義表達 式進行求解，計算量大，計算過程較為復(fù)雜，所以給波動性指標的計算帶來許多不便，本發(fā) 明從新型思路出發(fā)，提出的建模方法在不需要目標集群風(fēng)電場所有風(fēng)場出力數(shù)據(jù)情況下， 利用目標區(qū)域集群風(fēng)電場間距離和各自年平均利用小時數(shù)，通過建立的具體模型，可靠估 算出標準差、偏度和峰度指標值，大大簡化了指標計算，而又不失計算結(jié)果的準確度，為定 量分析集群風(fēng)電場的波動性提供了有效的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明涉及一種集群風(fēng)電場波動性建模方法，包括：
[0005] 步驟S1，定義區(qū)域風(fēng)電場集群波動相對二階中心距、三階中心距和四階中心距；
[0006] 步驟S2,建立集群風(fēng)電場標準差、偏度和峰度經(jīng)典指標；
[0007] 步驟S3,建立風(fēng)電場間相關(guān)系數(shù)與場間距指數(shù)關(guān)系模型和標準差與風(fēng)電場平均利 用小時多項式關(guān)系模型；
[0008] 步驟S4,根據(jù)典型區(qū)域風(fēng)電場集群出力歷史數(shù)據(jù)和地理尺寸，運用最小二乘法，得 到已建模型相關(guān)參數(shù)；
[0009] 步驟S5,利用目標風(fēng)電場集群場間距，依托具體建立的風(fēng)電場間距與相關(guān)系數(shù)指 數(shù)方程，求出中心距因子；
[0010] 步驟S6,利用目標風(fēng)電場平均利用小時數(shù)，依托具體建立的標準差與平均利用小 時數(shù)多項式關(guān)系模型，求出單個風(fēng)電場的標準差；
[0011] 步驟S7,計算區(qū)域風(fēng)電場集群波動指標標準差、偏度和峰度，分析集群風(fēng)電場波動 特性。
[0012] 本發(fā)明提供的第一優(yōu)選實施例中：所述步驟Sl中定義的數(shù)學(xué)模型包絡(luò)：區(qū)域風(fēng)電 場集群波動相對二階中心距數(shù)學(xué)模型為

【權(quán)利要求】
1. 一種集群風(fēng)電場波動性建模方法，其特征在于，所述方法包括： 步驟S1，定義區(qū)域風(fēng)電場集群波動相對二階中心距、三階中心距和四階中心距數(shù)學(xué)模 型； 步驟S2,建立集群風(fēng)電場標準差、偏度和峰度經(jīng)典指標； 步驟S3,建立風(fēng)電場間相關(guān)系數(shù)與場間距指數(shù)關(guān)系模型和標準差與風(fēng)電場平均利用小 時多項式關(guān)系模型； 步驟S4,根據(jù)典型區(qū)域風(fēng)電場集群出力歷史數(shù)據(jù)和地理尺寸，運用最小二乘法，得到已 建模型相關(guān)參數(shù)； 步驟S5,利用目標風(fēng)電場集群場間距，依托具體建立的風(fēng)電場間距與相關(guān)系數(shù)指數(shù)方 程，求出中心距因子； 步驟S6,利用目標風(fēng)電場平均利用小時數(shù)，依托具體建立的標準差與平均利用小時數(shù) 多項式關(guān)系模型，求出單個風(fēng)場標準差； 步驟S7,計算區(qū)域風(fēng)電場集群波動指標標準差、偏度和峰度，分析集群風(fēng)電場波動特 性。
2. 如權(quán)利要求1所述的集群風(fēng)電場波動性建模方法，其特征在于，所述步 驟Sl中定義的數(shù)學(xué)模型包括：區(qū)域風(fēng)電場集群波動相對二階中心距數(shù)學(xué)模型為 ~ ;區(qū)域風(fēng)電場集群波動相對三階中心距數(shù)學(xué)模型為 (Σ?- r> ---C-ηΛ~ m!^·>X- =-!-2-.......;區(qū)域風(fēng)電場集群波動相對四階中心距數(shù)學(xué)模型為 Σ?ηΣ:Σ;WaacWW ?4=^^ =免士氣,,.丄........4一^L一^^;其中Hi2表示相對二階中心距，Ci (Cj)表示區(qū) (Σ，.) （Σ,Φ 域η個風(fēng)電場中第i(j)風(fēng)電場額定安裝容量，〇i(%_)表示區(qū)域η個風(fēng)電場中第i(j)風(fēng) 電場標準差，表示兩個風(fēng)電場i、j間互相關(guān)系數(shù)，rijk表示三個風(fēng)電場i、j、k間立方互 相關(guān)系數(shù)，riM表示四個風(fēng)電場i、j、k、1間四次方互相關(guān)系數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的集群風(fēng)電場波動性建模方法，其特征在于，所述步驟S2包括： 建立集群風(fēng)電場標準差指標模型為a 偏度指標模型為峰度指標模型為 ， ?λ·Λ/ a:靡斗ukm- 4 〇 astd
4. 如權(quán)利要求1所述的集群風(fēng)電場波動性建模方法，其特征在于，所述步驟 S3包括：建立風(fēng)電場間相關(guān)系數(shù)與場間距指數(shù)關(guān)系模型包括：==「"++、 -σ{σ, 1 " 1，Λ (τ4ισ4：σ,,(σ4,( ^ (￡，八 變量k表示第i風(fēng)電場與第j風(fēng)電場之間的中心距離，即場間距，a是指數(shù)函數(shù)表達式的 衰減常數(shù)，b是指數(shù)函數(shù)表達式的拉伸指數(shù)；所述標準差與風(fēng)電場平均利用小時多項式關(guān) 系模型為ff2 + 4 =K+K丨和Cf44 =I3 !； +·Γβ2,其中Tm表示年平均利用 小時數(shù)，Iii(i= 1，2. . . 6)表示多項式系數(shù)。
5. 如權(quán)利要求2所述的集群風(fēng)電場波動性建模方法，其特征在于，所述步驟S4包括： 通過典型區(qū)域風(fēng)電場集群出力歷史數(shù)據(jù)，得到相關(guān)系數(shù)!"Prijl^Prijkl，再通過地理尺寸風(fēng) 電場間du，運用最小二乘法，得到風(fēng)電場間相關(guān)系數(shù)與場間距指數(shù)關(guān)系模型的衰減常數(shù)a、 拉伸指數(shù)b; 利用典型區(qū)域風(fēng)電場集群出力歷史數(shù)據(jù)，得到標準差。2、^和 再利用目標風(fēng)電場 平均利用小時數(shù)Tm，運用最小二乘法，得到標準差與風(fēng)電場平均利用小時多項式關(guān)系模型 的多項式系數(shù)kji= 1,2...6)。
6. 如權(quán)利要求1所述的集群風(fēng)電場波動性建模方法，其特征在于，所述步驟S5包括： 利用目標集群風(fēng)電場場間距Cliij,依托具體建立的風(fēng)電場間距與相關(guān)系數(shù)指數(shù)方程，求出目 標集群風(fēng)電場的相關(guān)系數(shù)rm1·$和rijkl。
7. 如權(quán)利要求1所述的集群風(fēng)電場波動性建模方法，其特征在于，所述步驟S6包括： 利用目標風(fēng)電場平均利用小時數(shù)Tm，依托具體建立的標準差與平均利用小時數(shù)多項式關(guān)系 方程，求出目標集群風(fēng)電場的單個風(fēng)場標準差σ2、<x丨和< #
8. 如權(quán)利要求1所述的集群風(fēng)電場波動性建模方法，其特征在于，所述步驟S7包括： 依托步驟S5和S6得到目標集群風(fēng)電場的相關(guān)系數(shù)和單個風(fēng)場標準差，根據(jù)區(qū)域風(fēng)電場集 群波動指標定義模型計算集群風(fēng)電場標準差《^、偏度和峰度指標3_
【文檔編號】G06Q50/06GK104318484SQ201410519931
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】徐青山, 鄭維高, 林章歲, 李喜蘭, 辛建波 申請人:東南大學(xué), 國網(wǎng)福建省電力有限公司經(jīng)濟技術(shù)研究院, 國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院