一种基于风机保护策略的额定风速以上功率预测方法技术

一种基于风机保护策略的额定风速以上功率预测方法，属于技术领域。通过数据模块获取的数据判定是否大于额定风速；大于额定风速时，通过基于风机保护策略的功率预测模块进行预测，通过功率预测校准模块进行修正校准；基于风机保护策略的功率预测预测模块是依据风机保护策略，将额定以上风速分为满发风速、限功率风速以及停机风速，建立保护策略

【技术实现步骤摘要】
一种基于风机保护策略的额定风速以上功率预测方法


[0001]本专利技术属于风机功率预测
，特别是涉及一种基于风机保护策略的额定风速以上功率预测方法。

技术介绍

[0002]风能作为最重要的新能源之一，得到了快速的发展，但因风能的随机性和波动性，限制了其高效利用。精准的功率预测能有效的解决上述问题，提高电网对风电消纳能力，保护电网安全稳定运行。
[0003]传统的功率预测方法虽然也把风向、风速、温度、电流、空气密度等作为风电功率密切相关的指标，但是未充分考虑额定风速以上的状况，尤其是未充分考虑风机保护策略对风电机组功率的影响。
[0004]在额定风速以上，为保证风机的安全稳定运行，现有的风机安全保护策略会对风电机组出力进行控制和调整，限制风电机组发电功率，导致风机的实际功率小于额定功率，与预测功率存在较大的偏差。
[0005]风电机组，尤其是双馈风电机组，因高温而导致的限功率运行现象时有发生。限功率现象在夏季高温，风机大风满负荷运行时尤其突出。限功率现象的出现无可避免的干扰了功率预测的准确性。r/>
技术实现思路
<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于风机保护策略的额定风速以上功率预测方法，其特征在于：包括数据模块、传统预测方法模块、基于风机保护策略的功率预测模块和功率预测校准模块，通过所述数据模块获取的数据判定：是否大于额定风速；当大于额定风速时，通过基于风机保护策略的功率预测模块进行预测，通过功率预测校准模块进行修正校准；所述基于风机保护策略的功率预测预测模块，依据风机保护策略，将额定以上风速分为满发风速、限功率风速以及停机风速，建立保护策略
‑
风速的对应关系模型，对额定风速以上进行功率预测；所述功率预测校准模块输出全风速的功率预测值，基于模型预测控制理论，修正额定风速以上的功率预测值。2.根据权利要求1所述一种基于风机保护策略的额定风速以上功率预测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、数据的读取获取风场所在地的天气预报数据、测风塔测得的气象数据和风场SCADA系统给出的监控数据作为模型训练和测试的历史数据库；所述数据包括功率、风向、风速、温度、气压及湿度数据；步骤二、搭建风机功率模型(1)计算空气密度ρ，空气密度ρ的计算公式如下：P为标准状态下的大气压值，单位为kPa；T为热力学温度值，单位为K；P
b
为饱和水蒸气压力值，单位为kPa；φ代表的含义为空气相对湿度值，单位是％；(2)搭建风电机组风速
‑
功率曲线模型Pw为风机的输出功率，单位是kW；ρ为空气密度，单位是kg/m3；S为风机扫过的面积，单位是m2；R为风机风叶半径，单位是m；Vw为风机所处环境风速，单位是m/s；Cp为风机的风能利用系数，无量纲；步骤三、数据预处理(1)异常和错误数据的处理基于风电机组风速
‑
功率曲线模型，删除偏离风机功率模型的异常数据，并对缺失数据进行插补，最终得到连续平滑的功率曲线，风电机组输出功率的拟合曲线表达式为：P＝0.008V5‑
0.356V4+5.135V3‑
20.398V2+28.672V
‑
8.635
(2)数据的归一化处理利用matlab函数以最大最小值为边界对数据进行归一化处理，消除不同变量之间的物理量纲；(3)训练数据和测试数据的划分选取风机历史数据，5n、5n+1、5n+2、5n+3、5n+4(n＝1,2,3,4
……
)，选择5n、5n+2、5n+4，数据作为训练集，5n+1数据作为验证集，5n+3数据作为测试集；步骤四、建立功率预测模型并进行训练，通过训练好的功率预测模型进行功率预测，得到初步预测功率；步骤五、建立风机保护策略的功率预测校正模型依据风机保护策略，把额定以上风速分为满发风速、限功率风速...

【专利技术属性】
技术研发人员：许傲然，高阳，刘宝良，谷彩连，钟丹田，王森，马仕海，冷雪敏，陈效国，
申请(专利权)人：沈阳工程学院，
类型：发明
国别省市：