基于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分群的大型風(fēng)力發(fā)電集群棄風(fēng)電量評(píng)估方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電棄風(fēng)電量評(píng)估領(lǐng)域，具體地，涉及一種基于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分群的 大型風(fēng)力發(fā)電集群棄風(fēng)電量評(píng)估方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)力發(fā)電站棄風(fēng)電量是指受電網(wǎng)傳輸通道限制、電網(wǎng)調(diào)峰需要、電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn) 行需要以及電網(wǎng)設(shè)備檢修、故障等因素影響，風(fēng)電場(chǎng)可發(fā)而未能發(fā)出的電量。
[0003] 棄風(fēng)是風(fēng)力發(fā)電規(guī)模化發(fā)展過(guò)程中的一種普遍現(xiàn)象，跟水力發(fā)電過(guò)程中的棄水類(lèi) 似。大型風(fēng)力發(fā)電基地覆蓋面積廣，一般包含多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)或風(fēng)電場(chǎng)群，由于電網(wǎng)輸送通道送 出極限限制、實(shí)時(shí)負(fù)荷平衡及風(fēng)電場(chǎng)自身設(shè)備故障、檢修等因素都會(huì)導(dǎo)致一定程度的棄風(fēng)， 從而產(chǎn)生棄風(fēng)電量。正確科學(xué)的認(rèn)識(shí)棄風(fēng)問(wèn)題并以合理的方式計(jì)算分析棄風(fēng)電量將有助于 規(guī)?；L(fēng)電的健康、平穩(wěn)發(fā)展，有助于提升電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行水平、推動(dòng)風(fēng)電規(guī)劃與電網(wǎng)規(guī)劃的 協(xié)調(diào)發(fā)展、提高清潔能源利用率及利用水平。
[0004] 目前，由于棄風(fēng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)間并不長(zhǎng)，因此國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)尚未對(duì)棄風(fēng)電量的評(píng)估 算法形成標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)有對(duì)棄風(fēng)電量計(jì)算的方法一般是計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的出力與裝機(jī)容量的差額， 而后對(duì)其進(jìn)行積分得到棄風(fēng)電量。但對(duì)于千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地而言，各風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際出力的 同時(shí)率一般較低，因此用這種方法計(jì)算一般會(huì)造成對(duì)棄風(fēng)電量計(jì)算的不準(zhǔn)確。
[0005] 此前，專(zhuān)利201410360595. 1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，此項(xiàng)技術(shù)的問(wèn)題在于風(fēng)機(jī)機(jī)頭風(fēng)速計(jì)所監(jiān)測(cè)的風(fēng)速會(huì)受到風(fēng)機(jī)葉片的影響，因此此方 法評(píng)估的理論出力一般帶有較大誤差。
[0006] 專(zhuān)利201410362935. 4提出一種基于測(cè)風(fēng)塔數(shù)據(jù)外推法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方 法，該方法的不足在于，其一很多風(fēng)電場(chǎng)沒(méi)有測(cè)風(fēng)塔覆蓋，導(dǎo)致該方法失效；其二有測(cè)風(fēng)塔 覆蓋的風(fēng)電場(chǎng)，測(cè)風(fēng)塔傳感器要求每年校驗(yàn)一次、每?jī)赡旮鼡Q一次，很少測(cè)風(fēng)塔上的傳感器 能按期校驗(yàn)更換，準(zhǔn)確性難以保障；其三，測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)外推的時(shí)候由于風(fēng)速受到渦流、湍流等 因素的影響，外推精度難以保障。
[0007] 專(zhuān)利201410705243. 5提出一種考慮風(fēng)向影響的風(fēng)電場(chǎng)理論功率確定方法，該方 法的不足在于需要大量風(fēng)速、風(fēng)向和功率數(shù)據(jù)的積累，在風(fēng)電高速發(fā)展時(shí)期，這一類(lèi)數(shù)據(jù)的 積累往往嚴(yán)重不足，因此該方法具有較大局限性。
[0008] 專(zhuān)利（201410360594. 7)提出基于樣板風(fēng)機(jī)法的風(fēng)電場(chǎng)理論功率計(jì)算方法，其不 足主要在于，有些電站沒(méi)有固定的標(biāo)桿風(fēng)電機(jī)組，或者標(biāo)桿風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行管理不夠規(guī)范，存 在故障以及標(biāo)桿風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)上傳中斷或出錯(cuò)等問(wèn)題，本發(fā)明提出的方法將作為基于標(biāo)桿 風(fēng)電機(jī)組的棄風(fēng)電量統(tǒng)計(jì)方法的有效補(bǔ)充。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種基于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分群的大型風(fēng)力發(fā)電 集群棄風(fēng)電量評(píng)估方法，以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、可靠且快速在線計(jì)算分析棄風(fēng)電量的優(yōu)點(diǎn)。
[0010] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0011] -種基于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分群的大型風(fēng)力發(fā)電集群棄風(fēng)電量評(píng)估方法，包括以下步驟：
[0012] 步驟一：找到電網(wǎng)送出線路的瓶頸值，并選擇電網(wǎng)送出線路對(duì)應(yīng)的標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)；
[0013] 步驟二：計(jì)算上述對(duì)應(yīng)的標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)中每一個(gè)標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)的開(kāi)機(jī)容量及理論出 力，從開(kāi)始階段，通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)每t分鐘上傳一次的風(fēng)力發(fā)電實(shí)時(shí)信息得到標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)的開(kāi) 機(jī)容量，計(jì)算每一個(gè)標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)t分鐘內(nèi)的平均出力系數(shù)：
[0014]
[0015] 其中，Plik是第i個(gè)標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)，第k個(gè)時(shí)間段的實(shí)際出力，是第i個(gè)標(biāo)桿風(fēng)電 場(chǎng)，第k個(gè)時(shí)間段的開(kāi)機(jī)容量，samp表示標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)的集合，i，k為自然數(shù)；
[0016] 步驟三：計(jì)算以上述電網(wǎng)送出線路的瓶頸值為界限的每個(gè)風(fēng)電集群每t分鐘的實(shí) 時(shí)開(kāi)機(jī)容量，
[0017]
[0018] 其中，Cluster1表示第i個(gè)風(fēng)電場(chǎng)集群，C j是第i個(gè)風(fēng)電場(chǎng)集群中第j個(gè)風(fēng)電場(chǎng)， 第k個(gè)時(shí)間段的開(kāi)機(jī)容量；
[0019] 步驟四：計(jì)算風(fēng)電集群每t分鐘的理論出力：
[0020]
.
[0021] 步驟五：通過(guò)能量管理系統(tǒng)獲得風(fēng)電集群每t分鐘的平均實(shí)際出力值Rlik，當(dāng)理論 出力值T lik大于平均實(shí)際出力值R lik時(shí)認(rèn)為出現(xiàn)棄風(fēng)，因此第i個(gè)風(fēng)電集群、第k個(gè)時(shí)間段 內(nèi)的棄風(fēng)電量可以表示為：
[0022]
[0023] 步驟六：判斷是否到達(dá)統(tǒng)計(jì)結(jié)束時(shí)間，若沒(méi)有到達(dá)統(tǒng)計(jì)結(jié)束時(shí)間，則返回步驟一， 若到達(dá)終止時(shí)間，則進(jìn)入步驟七；
[0024] 步驟七：將所有風(fēng)電集群一定時(shí)間段內(nèi)的棄風(fēng)電量表示為：
[0025]
[0026] 其中，k = 1是棄風(fēng)電量統(tǒng)計(jì)的開(kāi)始時(shí)刻，k = w是棄風(fēng)電量統(tǒng)計(jì)的終止時(shí)刻，m是 風(fēng)電集群的個(gè)數(shù)。
[0027] 優(yōu)選的，通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)每t分鐘上傳一次的風(fēng)力發(fā)電實(shí)時(shí)信息得到標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)的開(kāi) 機(jī)容量中t取1、3、5、10或15。
[0028] 優(yōu)選的，所述電網(wǎng)送出線路的瓶頸值為750KV。
[0029] 本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下有益效果：
[0030] 本發(fā)明的技術(shù)方案，通過(guò)各個(gè)標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電量評(píng)估整個(gè)風(fēng)電集群的理論電量， 通過(guò)與實(shí)際電量的比較得到該風(fēng)電集群對(duì)應(yīng)的棄風(fēng)電量，達(dá)到了準(zhǔn)確、快速且可靠在線計(jì) 算棄風(fēng)電量的目的，且無(wú)需積累大量的風(fēng)資源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及運(yùn)行監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。
[0031] 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。
【附圖說(shuō)明】
[0032] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的基于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分群的大型風(fēng)力發(fā)電集群棄風(fēng)電量評(píng) 估方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033] 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。
[0034] 以甘肅電網(wǎng)為例，目前風(fēng)電送出瓶頸是在750kV送出線路層面，因此通一個(gè)750kV 變電站下面的風(fēng)電場(chǎng)受送出通道容量限制是相似的，并且根據(jù)現(xiàn)行的運(yùn)行方式，同一 750kV 送出線路下面的風(fēng)電場(chǎng)受限電量比例一致，因此可以以750kV變電站為界限進(jìn)行分群，分 別計(jì)算各個(gè)集群的棄風(fēng)電量，而后計(jì)算整個(gè)風(fēng)電發(fā)電基地的棄風(fēng)電量。
[0035] 如圖1所示，一種基于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)分群的大型風(fēng)力發(fā)電集群棄風(fēng)電量評(píng)估方法，包 括以下步驟：
[0036] 步驟一：找到送出線路瓶頸，并選擇對(duì)應(yīng)的標(biāo)桿風(fēng)電場(chǎng)。以甘肅為例，750kV線路 為風(fēng)電送出瓶頸，則以750kV變電站為