一种海上风电出力特性分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海上风电出力特性分析方法，包括：对海上风电风区进行划分成多个风区，获取各风区的测风数据；测风数据为按时间序列排列的风速测量值；获取海上风机的风机功率数据；风机功率数据为按风速序列排列的风机功率值；设置尾流损失系数为修正系数，对测风数据和风机功率数据进行变换计算，得到风机功率‑时间的关系数据，并对各个风区的风机功率‑时间的关系数据进行叠加统计得到海上风电出力序列；对海上风电出力序列进行概率特性分析、季节特性分析、日特性分析、容量效益分析和反调峰特性分析，得到分析结果；本发明专利技术充分考虑时序特性、波动性和间歇性，得到进行电力电量平衡以及调峰平衡所需的分析数据，提高风电特性分析准确性。

An analysis method and system of output characteristics of offshore wind power

【技术实现步骤摘要】
一种海上风电出力特性分析方法及系统
本专利技术涉及风电出力分析领域，尤其涉及一种海上风电出力特性分析方法及系统。
技术介绍
中国是当前国际社会中能源消费和需求大国。我国的能源战略方针是“节约、清洁、安全”，要求重点实施“节约优先、立足国内、绿色低碳、创新驱动”四大战略，加快构建低碳、高效、可持续的现代能源体系。近年来，风电发展受到积极推动，海上风电建设尤为明显加速。海上风电作为新能源发展的前沿领域，具有资源丰富、发电利用小时数相对较高、技术相对高端的特点，也是沿海有条件的省份最具规模化发展潜力的可再生能源领域。然而未来千万千瓦级海上风电的并网消纳，将给电网系统运行、规划发展带来显著问题和新的挑战。为了合理开发海上风电与进行电网配套建设，提升对海上风电出力特性分析的准确性有着重要意义。现有技术中对海上风电出力特性分析的方案是由专家预测法通过经验选取风速代表值从而推断风机出力特性，未充分考虑风电出力的时序特性、波动性和间歇性，使得推断得到的风机出力特性具有局限性，不能够得到准确的风电出力分析结果。
技术实现思路
本专利技术提供了一种海上风电出力特性分析方法及系统，通过尾流损失系数作为修正系数，对测风数据和风机功率数据进行计算得到海上风电出力序列，对海上风电出力序列进行概率特性分析、季节特性分析、日特性分析、容量效益分析和反调峰特性分析，得到进行电力电量平衡以及调峰平衡所需的基础分析数据；以解决现有技术中对海上风电出力特性分析方案未充分考虑风电出力的时序特性、波动性和间歇性的技术问题，从而充分考虑了风电出力的时序特性、波动性和间歇性，提高了海上风电特性分析的准确性。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种海上风电出力特性分析方法，包括：对海上风电风区进行划分成多个风区，获取各个所述风区的测风数据；所述测风数据为按时间序列排列的风速测量值；获取海上风机的风机功率数据；所述风机功率数据为按风速序列排列的风机功率值；设置尾流损失系数作为修正系数，对所述测风数据和所述风机功率数据进行变换计算，得到风机功率-时间的关系数据，并对各个风区的风机功率-时间的关系数据进行叠加统计，得到海上风电出力序列；对所述海上风电出力序列进行概率特性分析、季节特性分析、日特性分析、容量效益分析和反调峰特性分析，得到分析结果。作为优选方案，所述进行概率特性分析的步骤，包括：根据占装机容量的预设比例值划分多个区间；对所述海上风电出力序列进行统计各个区间的出力概率，得到出力概率密度曲线；对所述海上风电出力序列进行统计各个区间的出力大于各水平的持续时间占比值，得到出力持续时间曲线。作为优选方案，所述进行季节特性分析的步骤，包括：对所述海上风电出力序列进行统计每个月份的平均出力数据，得到月平均出力曲线；对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计每个月份的最大出力数据，得到月最大出力曲线。作为优选方案，所述进行日特性分析的步骤，包括：对所述海上风电出力序列进行统计夏季和冬季中每个时刻点对应的平均出力数据，得到夏季日平均出力曲线和冬季日平均出力曲线；对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计夏季和冬季中的日最大出力数据，得到夏季日最大出力曲线和冬季日最大出力曲线；对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计夏季和冬季中的日最小出力数据，得到夏季日最小出力曲线和冬季日最小出力曲线。作为优选方案，所述进行容量效益分析的步骤，包括：对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计各时间段的可替代容量数据；对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计各时间段的有效出力数据。作为优选方案，所述进行反调峰特性分析的步骤，包括：对所述海上风电出力序列进行统计每日风电出力对负荷峰谷差作用而形成的变化值，并根据所述变化值的数值大小排序后进行预设保证率取值；对所述保证率取值后得到最大变化值，对所述最大变化值进行统计得到风电反调峰特性参数。作为优选方案，所述海上风电出力序列的计算公式为：其中，Pit为海上风电出力序列；C(v)为风机的风机功率数据；vit为测风数据；ηi为第i个风区的尾流损失系数；n为第i个风区的风机台数。本专利技术实施例还提供了一种海上风电出力特性分析系统，包括：风速测量模块，用于对海上风电风区进行划分成多个风区，获取各个所述风区的测风数据；所述测风数据为按时间序列排列的风速测量值；风机功率模块，用于获取海上风机的风机功率数据；所述风机功率数据为按风速序列排列的风机功率值；风电出力序列模块，用于设置尾流损失系数作为修正系数，对所述测风数据和所述风机功率数据进行变换计算，得到风机功率-时间的关系数据，并对各个风区的风机功率-时间的关系数据进行叠加统计，得到海上风电出力序列；特性分析模块，所述特性分析模块包括概率特性单元、季节特性单元、日特性单元、容量效益单元和反调峰特性单元；所述概率特性单元用于对所述海上风电出力序列进行概率特性分析；所述季节特性单元用于对所述海上风电出力序列进行季节特性分析；所述日特性单元用于对所述海上风电出力序列进行日特性分析；所述容量效益单元用于对所述海上风电出力序列进行容量效益分析；所述反调峰特性单元用于对所述海上风电出力序列进行反调峰特性分析。作为优选方案，所述概率特性单元，具体包括：区间划分子单元，用于根据占装机容量的预设比例值划分多个区间；出力概率密度子单元，用于对所述海上风电出力序列进行统计各个区间的出力概率，得到出力概率密度曲线；出力持续时间子单元，用于对所述海上风电出力序列进行统计各个区间的出力大于各水平的持续时间占比值，得到出力持续时间曲线。作为优选方案，所述季节特性单元，包括：月平均出力子单元，用于对所述海上风电出力序列进行统计每个月份的平均出力数据，得到月平均出力曲线；月最大出力子单元，用于对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计每个月份的最大出力数据，得到月最大出力曲线。作为优选方案，所述日特性单元，包括：日平均出力子单元，用于对所述海上风电出力序列进行统计夏季和冬季中每个时刻点对应的平均出力数据，得到夏季日平均出力曲线和冬季日平均出力曲线；日最大出力子单元，用于对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计夏季和冬季中的日最大出力数据，得到夏季日最大出力曲线和冬季日最大出力曲线；日最小出力子单元，用于对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计夏季和冬季中的日最小出力数据，得到夏季日最小出力曲线和冬季日最小出力曲线。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上风电出力特性分析方法，其特征在于，包括：/n对海上风电风区进行划分成多个风区，获取各个所述风区的测风数据；所述测风数据为按时间序列排列的风速测量值；/n获取海上风机的风机功率数据；所述风机功率数据为按风速序列排列的风机功率值；/n设置尾流损失系数作为修正系数，对所述测风数据和所述风机功率数据进行变换计算，得到风机功率-时间的关系数据，并对各个风区的风机功率-时间的关系数据进行叠加统计，得到海上风电出力序列；/n对所述海上风电出力序列进行概率特性分析、季节特性分析、日特性分析、容量效益分析和反调峰特性分析，得到分析结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种海上风电出力特性分析方法，其特征在于，包括：
对海上风电风区进行划分成多个风区，获取各个所述风区的测风数据；所述测风数据为按时间序列排列的风速测量值；
获取海上风机的风机功率数据；所述风机功率数据为按风速序列排列的风机功率值；
设置尾流损失系数作为修正系数，对所述测风数据和所述风机功率数据进行变换计算，得到风机功率-时间的关系数据，并对各个风区的风机功率-时间的关系数据进行叠加统计，得到海上风电出力序列；
对所述海上风电出力序列进行概率特性分析、季节特性分析、日特性分析、容量效益分析和反调峰特性分析，得到分析结果。


2.如权利要求1所述的海上风电出力特性分析方法，其特征在于，所述进行概率特性分析的步骤，包括：
根据占装机容量的预设比例值划分多个区间；
对所述海上风电出力序列进行统计各个区间的出力概率，得到出力概率密度曲线；
对所述海上风电出力序列进行统计各个区间的出力大于各水平的持续时间占比值，得到出力持续时间曲线。


3.如权利要求1所述的海上风电出力特性分析方法，其特征在于，所述进行季节特性分析的步骤，包括：
对所述海上风电出力序列进行统计每个月份的平均出力数据，得到月平均出力曲线；
对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计每个月份的最大出力数据，得到月最大出力曲线。


4.如权利要求1所述的海上风电出力特性分析方法，其特征在于，所述进行日特性分析的步骤，包括：
对所述海上风电出力序列进行统计夏季和冬季中每个时刻点对应的平均出力数据，得到夏季日平均出力曲线和冬季日平均出力曲线；
对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计夏季和冬季中的日最大出力数据，得到夏季日最大出力曲线和冬季日最大出力曲线；
对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计夏季和冬季中的日最小出力数据，得到夏季日最小出力曲线和冬季日最小出力曲线。


5.如权利要求1所述的海上风电出力特性分析方法，其特征在于，所述进行容量效益分析的步骤，包括：
对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值得到的数据进行统计各时间段的可替代容量数据；
对所述海上风电出力序列进行预设保证率取值，对所述保证率取值...

【专利技术属性】
技术研发人员：许亮，卢赓，黄欣，潘英，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司电网规划研究中心，中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44