基于风电机组运行性能评估指标体系的机群划分方法技术

本发明专利技术公开了基于风电机组运行性能评估指标体系的机群划分方法，其方法主要包括建立风电机组运行性能评估体系、对风电机组运行性能评估指标进行分类、确定风电机组各指标权重和根据指标权重对机组进行机群的划分。本发明专利技术利用已有实际数据进行指标计算，得到大量的影响风电机组运行的指标数据，在其基础上分类，将有类似特征的指标分为一类，便于使用。考虑到分类数主要由经验得来可能并不严谨，计算每次并类后的不一致系数来判断分类数，提升调度运行的分析决策能力。考虑到指标体系针对不同机群的适用性以及处理风电场模型的速度和精度，利用分类后的指标对所有风电机组进行分类，降低系统复杂度，提高精确度，便于管理者观察和控制。察和控制。察和控制。

【技术实现步骤摘要】
基于风电机组运行性能评估指标体系的机群划分方法


[0001]本专利技术属于风电机群划分领域，特别涉及基于风电机组运行性能评估指标体系的机群划分方法。

技术介绍

[0002]风电作为开发利用最广泛的可再生清洁能源，具备成熟的开发条件和广阔的应用前景。由于风机的随机性和波动性对电力系统的稳定和安全运行有一定威胁，并且大型风电场内可能会由很多型号的机组组成，因此需要构建准确又简便的模型。在构建模型时，一般将条件相似的机组划分在同一机群中，将其等值为一个机群统一进行处理，从而简化分析。当风电场地势较为平坦、机组排列较为规则时，机群划分一般按照机组类型和地理位置进行；机组排列不规则时，一般将运行点(有功功率、风速等指标)相近的机组划为一类，若各风机风速相近、机组型号相同，常采用单机等值，否则采用多机等值，研究表明，多机等值可以更好地模拟风场的整体特性。
[0003]目前风电机组运行性能评价指标体系方面的研究，可以大致的分为两类：指标类研究和体系类研究。在常规基础评价指标的基础上，国内外学者提出了一些改进型评价指标。这些自定义指标有的更加直观或准确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于风电机组运行性能评估指标体系的机群划分方法，其特征在于，所书该方法包括：S101：建立风电机组运行性能评估体系；S102：对风电机组运行性能评估指标进行分类；S103：确定风电机组各指标权重；S104：根据指标权重对机组进行机群的划分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立风电机组运行性能评估体系中包含基本发电性能指标、出力预测性能指标、出力间歇性指标和运行可靠性指标。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在基本发电性能指标中包含以下指标：理论功率及理论发电量其两者关系如下：式中：理论功率为利用功率曲线和轮毂高度估算得到的功率，为统计时段内风电机组的理论发电量(kWh)；t为统计时段内样本数量；Δt为时间分辨率(h)；为风电机组第i个时刻的理论发电功率(kW)(i＝1,2,
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,t)，选取统计时间为日、月、季节、年时，使理论发电量分别记为论发电量分别记为实发功率及实发电量其两者关系如下：式中：实发功率为风电机组实测输出功率，为统计时段内风电机组的实发电量(kWh)；t为统计时段内样本数量；Δt为时间分辨率(h)；为风电机组第i个时刻的实发功率(kW)(i＝1,2,
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,t)，选取统计时间为日、月、季节、年时，使实发电量分别记为最大功率所述最大功率为统计时段内风电机组实发功率中的最大值，选取统计时间为日、月、季节、年时，其对应时间尺度内的最大功率分别记为平均发电功率机组平均发电功率年变化率为统计时间内平均发电功率年变化值与平均发电功率之比，反映机组发电水平随时间变化的趋势，其表达式如下：
式中：为统计时段内第i个时刻的实发功率(kW)(i＝1,2,
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t)；t为统计时段内样本数量。选取统计时间为日、月、季节、年时，平均发电功率为平均发电功率年变化率α
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；式中：为第i年机组平均发电功率年变化率；为机组第i年的平均发电功率(kW)；为机组第i
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1年的平均发电功率(kW)；机组实际可利用率该指标反映了风电机组在实际运行中的利用情况，表达式如下：式中：表示统计时段内风电场内第i台机组的实际可利用率；t表示统计时间(h)；表示统计时段风电场第i台机组的故障时间(h)；表示统计时间内风电场第i台机组的状态不明时间(h)。状态不明时间是指由于电网因素、风电场电气设备原因、例行维护和不可抗力导致的停机时间；机组能量利用率δ
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，能量可利用率即在统计时段内，风电机组实际发电量占理论发电量的百分比，是对风电机组发电能力的综合考量，该指标是以风电机组自身的资源水平为标准衡量其实际发电水平，消除了由于风资源水平、风电场设计水平对运营风电场发电能力的影响，其表达式如下：式中：为风电机组在统计时段内的实发电量(kWh)；为风电机组在统计时段内的理论电量(kWh)；满发实数满发时数为统计时段内风电机组实发电量与额定功率之比，可用于不同装机容量发电系统的比较，其表达式如下：
式中：为风电机组在统计时段内的实发电量(kWh)；为风电机组的额定功率(kW)，选取统计时间为日、月、季节、年时，其对应时间尺度内的满发时数分别记为风能转化系数风能转化系数表示风电机组将风能转化成风轮机械能的效率，其表达式为：式中：为风轮转矩(N
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m)；ρ为空气密度(Kg/m3)；A为扫风面积(m2)；ν为有效风速(m/s)；λ为叶尖速比，计算如下：λ＝Ω
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r/v式中：Ω为风轮机的旋转角速度(rad/s)；r为风轮半径(m)。叶尖速比为风轮叶片尖端线速度与风速之比，叶片转速越快，同风速下的叶尖速比就越大；峰值出力同时率k
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，峰值出力同时率是指统计时段内风电场最大出力与所属各风电机组最大出力之和的比值，其表达式为：式中：k
W
表示统计时间内峰值出力同时率；表示统计时间内风电场最大出力(kW)；表示统计时间内风电场中第i台风机最大出力(kW)(i＝1,2,
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n)。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述出力预测性能指标中包含以下指标：最大计算误差其计算方法如下：式中：分别为风机在统计时段内第i个时刻的理论功率与实发功率(kW)(i＝1,2,
…
t)，t为统计时段内样本数量，max()代表最大值运算；电量相对误差d
W
，其表达式如下：式中：表示统计时段内风机机组的理论电量(kWh)；表示统计时段内风机机组的实发电量(kWh)，选取统计时间为日、月、季节、年时，使其分别记为、平均绝对误差其表达式如下：
式中：分别为统计时段内第i个时刻的理论功率与实发功率(kW)(i＝1,2,
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t)；t为统计时段内样本数量，选取统计时间为日、月、季节、年时，平均绝对误差分别记为平均绝对误差变化率其表达式如下：式中：表示平均绝对误差变化率；和分别表示第i年和第j年的平均绝对误差，平均绝对误差变化率可以看出风机机组的磨损、老化等变化规律。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在出力间歇性指标中包含以下指标：机组功率峰谷差率表示机组功率峰谷差即统计时段内最大实发功率及最小实发功率之差与机组额定功率的比值，其表达式如下：式中：表示风电机组的机组功率峰谷差率；分别表示统计时段内机组实发功率的最大与最小值(kW)；表示发电机组的额定功率(kW)，选取统计时间为日、月、季节、年时，使其分别记为机组出力波动率表示机组出力波动率为不同时刻实发功率之差与机组额定功率的比值，表示统计时间内风电机组出力波动的大小，其表达式如下：式中：分别表示t、t
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ω时刻的机组出力(kW)；ω表示所选用的时间窗口，根据实际情况的需求选择不同的时间窗口，如15min、1h、4h和24h，可得到机组t时刻出力波动率分别记为和峰谷时段出力中位数差其表达式如下：式中：分别为负荷峰时段t1和谷时段t3内的风电机组实发功率的中位数(kW)；持续出力时间其表达式如下：
式中：表示风电机组按大于50％装机容量出力的持续出力时间(h)，为统计时间内出力大于50％装机容量的采样次数；为第i次的持续出力时间(h)。同理...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立滨，李延和，李春来，张海宁，李志青，李正曦，韩文元，
申请(专利权)人：国家电网有限公司国网青海省电力公司国网青海省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：