一种风电机组功率曲线的智能修正方法技术

本发明专利技术公开了一种风电机组功率曲线的智能修正方法，该方法以实际风电机组运行数据为基础，通过风电机组实际运行数据建立各比恩区间风速和功率，基于空气动力学原理，采用最小二乘法获取风速‑功率关系式，然后对风速‑功率关系式系数进行动态微调，以减小曲线拟合误差，从而提高风电机组控制精度。该方法对功率曲线拟合多项式系数进行动态修正，所得功率曲线与风电机组实际运行情况更加吻合。

An Intelligent Correction Method for Wind Turbine Power Curve

The invention discloses an intelligent correction method for wind turbine power curve. The method is based on the actual operation data of wind turbines, establishes wind speed and power of each Bean interval through the actual operation data of wind turbines. Based on the principle of aerodynamics, the least square method is used to obtain the wind speed and power relationship formula, and then the wind speed and power relationship coefficient is dynamically fine-tuned. The curve fitting error is reduced to improve the control accuracy of wind turbines. The power curve fitting polynomial coefficients are dynamically modified by this method, and the power curve obtained is more consistent with the actual operation of wind turbines.

【技术实现步骤摘要】
一种风电机组功率曲线的智能修正方法
本专利技术属于电网
，涉及到一种风电机组功率曲线的智能修正方法。
技术介绍
随着能源与环保问题日益突出，近年来风力发电在全球迅速发展。由于风能是一种间歇性、随机性和波动性很大的一次能源，大规模风力发电的接入对电力系统的规划与运行、调度与控制都带来了新问题。随着风电比例的增加，风电在给我们带来多方面利益的同时，也带来了一些不利的影响，尤其是风电穿透功率超过一定值之后，可能会严重影响电网电能质量和电力系统稳定运行，并且可能会危及常规发电方式，主要表现在电压和频率会有较大幅度的波动。更重要的，当风电机组由于风速过大而退出运行时，可能会给电力系统造成难以承受的冲击。风电机组功率曲线一般厂家直接提供，然而，实际运行过程中风电机组会受到各种因素影响，包括机组运行状态、空气密度、所处地形、尾流效应等，这些因素都有可能使得风电机组的实际功率曲线偏离厂家提供的参考值。同时，实际运行时，风电场监控系统很难获取风功率预测数据，其采集的风速是机舱后测风仪的风速，该风速为风力机做功后的风速，很难与风电机组风速-功率曲线相对应，故需对相关模型进行修正，使其能够正确真实反映风电机组的功率特性。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术一种风电机组功率曲线的智能修正方法，该方法通过对实际风电机组运行数据划分风速比恩区间，结合空气动力学理论，获取功率多项表达式，然后对所获取的多项式系数进行动态修正。本专利技术具体为一种风电机组功率曲线的智能修正方法，所述方法由以下技术方案实现，具体地，包含以下步骤：步骤1：获取风电机组实际风速、功率运行数据；步骤2：划分风速比恩区间，获取各风速比恩区间风电机组输出功率，建立比恩区间风速-功率值关系；步骤3：利用最小二乘法获取风电机组功率多项式；步骤4：动态修正步骤3中所获得的功率多项式的系数。进一步的所述步骤1中，所述风电机组实际风速、功率运行数据均为同一风电机组出力不受限制情况下的风速、功率运行数据。进一步的所述步骤2中，将风速的范围划分为一连串的间隔，在整个范围内按照IEC标准要求以0.5m/s作为一个间隔，根据风速的大小分布在比恩区间，求取每个比恩区间的数据总体均值：Uij是第i个比恩、第j个平均风速；Pij是第i个比恩、第j个平均功率；Ni是在第i个比恩中数据集的数目，进一步的所述步骤3中，所述功率曲线多项式为三次多项式。进一步的所述步骤4中，所述动态修正多项式系数，实现功率拟合多项式系数微调，动态智能修正风电机组功率运行曲线。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术提供的风电机组功率曲线的智能修正方法的基础是计及了诸如运行状态、空气密度、所处地形、尾流效应等因素的实际运行数据，采用该法获取的功率曲线相比厂家提供功率曲线，更能反映机组的实况。(2)本专利技术提供的风电机组功率曲线的智能修正方法，具备通用性。(3)本专利技术提供的风电机组功率曲线的智能修正方法，具备很好的扩展性。(4)本专利技术提供的风电机组风速-功率曲线的智能修正方法，只需软件实现，无需增加硬件，经济成本低。附图说明图1为专利技术图1为风电机组功率曲线的智能修正方法流程图；图2为功率动态修正曲线。具体实施方式下面结合附图对专利技术一种风电机组功率曲线的智能修正方法具体实施方式做详细阐述。如图1所示，本专利技术具体为一种风电机组功率曲线的智能修正方法，利用曲线拟合技术和人工智能方法动态修正风电机组功率运行曲线。步骤1：获取风电机组实际运行数据，剔除无效数据，获得经处理后的风电机组风速、功率分布图。步骤2：将风速划分成IEC标准规定的0.5m/s间隔的风速区间，每个比恩区间的风速与功率均采用总体均值为：其中，Uij是第i个比恩、第j个平均风速；Pij是第i个比恩、第j个平均功率；Ni是在第i个比恩中数据集的数目。步骤3：基于空气动力学原理，采用最小二乘法对风电机组功率与风速的关系曲线进行拟合。步骤4：对步骤3中获得的风电机组功率拟合多项式系数进行动态微调。为对本专利技术所提出的方法做具体说明，下面结合附图，通过实例对本专利技术作进一步详细说明。某额定功率为800kW的风电机组，根据空气动力学模型可知，在未达最大功率之前，风电机组的输出可近似认为与风速的三次方成正比关系，为能正确拟合风速-功率曲线，多项式最高次必须大于3。进行三次多项式拟合，由于风电机组在实际运行过程中受到各种因素影响，相同风速情况时风电机组输出的功率存在差异，因此需要对拟合的曲线进行智能修正，使拟合曲线能自适应的根据当前风速获取风电机组输出功率，为风电场实现有功控制提供依据。利用步骤5所述方法及上述初始化条件对训练数据实现功率动态修正曲线如图2所示，附图1中神经网络的权值向量Wl设置为三次多项式各系数，迭代次数设置为2。经神经网络修正后的曲线表示为：最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本专利技术的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电机组功率曲线的智能修正方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：步骤1：获取风电机组实际风速、功率运行数据；步骤2：获取各风速比恩区间风电机组输出功率，建立比恩区间风速‑功率值关系；步骤3：对功率‑风速的关系进行拟合；步骤4：动态修正步骤3中所获得的风速‑功率多项式系数。

【技术特征摘要】
1.一种风电机组功率曲线的智能修正方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：步骤1：获取风电机组实际风速、功率运行数据；步骤2：获取各风速比恩区间风电机组输出功率，建立比恩区间风速-功率值关系；步骤3：对功率-风速的关系进行拟合；步骤4：动态修正步骤3中所获得的风速-功率多项式系数。2.根据权利要求1所述的一种风电机组功率曲线的智能修正方法，其特征在于，所述步骤1中风电机组实际风速、功率运行数据为统一风电机组出力不受限制情况下风速、功率运行数据。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱霜秋，徐晓轶，袁健华，黄霆，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南通供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32