一种基于风速时序分解的风电场有功功率优化方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电场控制
，特别涉及一种基于风速时序分解的风电场有功功率优化方法。
技术介绍
近年来，我国的风电产业保持着强劲的增长势头，随着风电的发展，有良好风能的陆地资源越来越少，为支撑风电产业进一步发展，大规模发展海上风电场成为必然趋势。当前海上风电场建设成本较高，提高海上风电场的发电效率，增加风电业主的经济效益，是海上风电场运营的关键问题之一。与陆地风电场相比，海上风电场受尾流影响极为剧烈，传统的单台风电机组最大风能捕获，将导致上风向机组吸收较大的风能，下风向机组输入风速降低，从而损失风电场有功功率，研究表明，传统的单机最大风能捕获方案，由于尾流效应导致的海上风电场有功功率损失可高达30％，尽管通过风电场微观选址、风电机组布局优化能有效降低尾流效应的影响，但由于风电场场地和建设成本等因素制约，风电机组之间的距离一般在叶轮直径的5到7倍之间，尾流效应对风电场有功功率的影响仍然明显。国内外一些学者基于尾流效应对风电场有功功率优化开展了...
【技术保护点】
一种基于风速时序分解的风电场有功功率优化方法，包括以下步骤：步骤一：将风电场下一个控制周期的风速预测曲线按时序转换为30个元素的离散风速序列；步骤二：将离散风速序列各元素对应的风速值视为恒定自然风速，基于尾流效应，分别计算在各恒定自然风速作用下，各机组的有功功率参考值；同时，基于尾流传播延迟，分别计算在各恒定自然风速作用下，各机组有功功率参考值开始作用的时刻；步骤三：由各机组有功功率参考值及其开始作用的时刻，生成离散风速序列作用下各机组有功功率参考值控制曲线，各机组根据此控制曲线运行。
【技术特征摘要】
1.一种基于风速时序分解的风电场有功功率优化方法，包括以下步骤：
步骤一：将风电场下一个控制周期的风速预测曲线按时序转换为30个元素
的离散风速序列；
步骤二：将离散风速序列各元素对应的风速值视为恒定自然风速，基于尾
流效应，分别计算在各恒定自然风速作用下，各机组的有功功率参考值；同时，
基于尾流传播延迟，分别计算在各恒定自然风速作用下，各机组有功功率参考
值开始作用的时刻；
步骤三：由各机组有功功率参考值及其开始作用的时刻，生成离散风速序
列作用下各机组有功功率参考值控制曲线，各机组根据此控制曲线运行。
2.根据权利要求1所述的基于风速时序分解的风电场有功功率优化方法，
其特征在于：所述步骤一中，离散风速序列s(m)的转换公式为：
s(m)=1Ts∫tN+(m-1)TstN+mTssc(t)dt]]>①
其中，m是自然数，其取值范围为1≤m≤31，sc(t)是t时刻风电场风速预测
值，tN表示下一个控制周期的起始时刻，T表示风电场一个控制周期对应的时长，
Ts是风速离散化间隔时间，Ts＝T/30。
3.根据权利要求2所述的基于风速时序分解的风电场有功功率优化方法，
其特征在于：所述步骤二中，各机组的有功功率参考值的计算步骤如下：
1)以机组i的轴向诱导因子ai为变量，则机组i的风能利用系数及其推
力系数为：
Cpi=4(1-ai)2ai]]>②
CTi=4(1-ai)ai]]>③
2)离散风速序列s(m)中的m取具体值n，令n＝1；
3)设风电场受恒定自然风速s(n)作用，用vi表示机组i的输入风速，若v1是
上风向边界机组，机组i+1是机组i下风向上第一台机组，按式④和式⑤计算机
组i+1的输入风速：
v1＝s(n)④
vi+1=vi·[1-(1-1-CTi)(riri+kx)2]]]>⑤
其中，k为风电场地面粗糙度系数，ri为机组i叶轮半径，x是机组i轮毂中
心与机组i+1轮毂中心在风向上投影的距离；
4)按下式计算各机组有功功率：
⑥
其中，Pi表示机组i的有功功率，vrated表示机组额定风速，vin、vcut表示机组
的切入、切出风速；ρ表示空气密度，表示机组i的额定功率；
5)建立风电场有功功率优化模型如下：
Pall=maxai(Σi=1NPi)]]>s.t.
v1＝s(n)
vi+1=vi...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏永新，李启航，段斌，易灵芝，谭貌，吴亚联，姚子力，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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