风电场集群动态划分方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种风电场集群动态划分方法、装置、设备及存储介质，其中方法包括：获取各风电场的出力预测曲线时间序列和开机容量曲线时间序列并进行标幺化；计算各风电场出力波动率序列；计算任意两个风电场的出力波动率序列之间的相关系数；将相关性系数小于阈值的两个风电场组合为一个等效风电场，所有等效风电场与剩余风电场构成新的集群，并返回重新计算相关系数矩阵，依此迭代，直到不存在小于阈值的相关系数时，输出集群划分结果。基于各风电场出力预测数据，通过分析风电场群广域自平滑作用，根据不同风电场之间出力相关性指标进行分组，优先利用风电场之间波动率互补特性平抑总的风电波动，进而减少储能参与平抑风电波动所需的资源。动所需的资源。动所需的资源。

【技术实现步骤摘要】
风电场集群动态划分方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及新能源发电
，尤其涉及一种风电场集群动态划分方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]风电出力特性受天气条件影响严重，具有显著的随机性和波动性。为了保证电网的安全稳定运行，在风电场接入电网规范GB/T 19963.1
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2021等标准中对不同容量风电场的波动率进行了严格的限制。但是随着风电规模的迅速扩大，区域电网中也包含了越来越多的风电场，这些风电场共同构成了地理分布广泛的风电场集群。由于风速分布不同和相邻风电场间尾流效应的影响，同一时刻、同一阵风引起的不同地理分布的风电场的风况将不一致。这种空间特性使得集群中的风电场的运行工况各不相同，最终导致整个风电场集群的功率波动幅度和频率相对单一风电场而言大大减少，区域电网中的大型风电场集群往往显示出相对于单一风电场更好的功率平滑输出特性。同时，为了实现风电集群的友好并网，保证电网的安全稳定运行，各风电场均配置有15%
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20%左右的储能装置。但是直接利用这些储能对单一风电场出力波动率进行限制的方法将显得过于保守，而是应该将区域内分散的规模化风储集群作为一个整体，采用群控域控的方式统一调度才能实现全局的优化运行，并充分利用区域电网中不同地理位置的风电场集群互补聚合后产生的平滑效应，在保证区域电网安全稳定运行的前提下，减小各风电场用于自身出力平滑控制的成本。因此，如何对区域电网内的风电场集群进行合理的分组，从而达到减小平抑风电波动所需的资源是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]正对上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种风电场集群动态划分方法、装置、设备及存储介质，实现对区域电网内的风电场集群进行合理分组，进而便于采用群控域控的方式统一调度，减少平抑风电出力波动所需的资源。
[0004]第一方面，提供了一种风电场集群动态划分方法，包括：S1：获取调度控制区域内各风电场的出力预测曲线时间序列和开机容量曲线时间序列；S2：根据各风电场的开机容量曲线时间序列将出力预测曲线时间序列进行标幺化处理；S3：计算各风电场标幺化后的出力预测曲线时间序列在各调度时段的波动率，得到出力波动率序列；S4：计算任意两个风电场的出力波动率序列之间的相关系数，得到相关系数矩阵；S5：判断相关系数矩阵中是否存在小于预设阈值的元素，若存在，则将小于预设阈值的元素各自对应的两个风电场组合为一个等效风电场，并计算各等效风电场的出力波动率序列，所有等效风电场与剩余风电场构成新的集群，并返回步骤S4，直到相关系数矩阵中
不存在小于预设阈值的元素时，转入步骤S6；S6：输出集群划分结果。
[0005]进一步地，出力预测曲线时间序列记为，开机容量曲线时间序列记为，其中，表示调度控制区域内的第个风电场，表示序列的时段数量，表示第个风电场在时段t时的出力预测值，表示第个风电场在时段t时的开机容量；标幺化后的出力预测曲线时间序列记为，其中，。
[0006]进一步地，出力波动率序列表示为，其中, 第个风电场在时段时的波动率通过下式计算得到：。
[0007]进一步地，相关系数的计算方法如下：其中，表示第个风电场和第j个风电场的出力波动率序列之间的相关系数，和分别表示第个风电场和第j个风电场的出力波动率序列的均值。
[0008]进一步地，等效风电场的出力波动率序列为该等效风电场包含的所有风电场的出力波动率序列代数和。
[0009]第二方面，提供了一种风电场集群动态划分装置，包括：数据获取模块，用于获取调度控制区域内各风电场的出力预测曲线时间序列和开机容量曲线时间序列；标幺化处理模块，用于根据各风电场的开机容量曲线时间序列将出力预测曲线时间序列进行标幺化处理；出力波动率计算模块，用于计算各风电场标幺化后的出力预测曲线时间序列在各调度时段的波动率，得到出力波动率序列；集群划分模块，用于计算任意两个风电场的出力波动率序列之间的相关系数，得到相关系数矩阵；并判断相关系数矩阵中是否存在小于预设阈值的元素，若存在，则将小于预设阈值的元素各自对应的两个风电场组合为一个等效风电场，并计算各等效风电场的出力波动率序列，所有等效风电场与剩余风电场构成新的集群，返回重新计算新的集群的相关系数矩阵依此进行循环迭代，直到相关系数矩阵中不存在小于预设阈值的元素时，输出
集群划分结果。
[0010]进一步地，出力预测曲线时间序列记为，开机容量曲线时间序列记为，其中，表示调度控制区域内的第个风电场，表示序列的时段数量，表示第个风电场在时段时的出力预测值，表示第个风电场在时段时的开机容量；标幺化后的出力预测曲线时间序列记为，其中，；出力波动率序列表示为，其中, 第个风电场在时段时的波动率通过下式计算得到：。
[0011]进一步地，相关系数的计算方法如下：其中，表示第个风电场和第个风电场的出力波动率序列之间的相关系数，和分别表示第个风电场和第j个风电场的出力波动率序列的均值。
[0012]第三方面，提供了一种电子设备，包括：存储器，其存储有计算机程序；处理器，用于加载并执行所述计算机程序实现如上所述的风电场集群动态划分方法。
[0013]第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的风电场集群动态划分方法。
[0014]本专利技术提出了一种风电场集群动态划分方法、装置、设备及存储介质, 主要是基于各风电场的出力预测数据，通过分析风电场群的广域自平滑作用，根据不同风电场之间出力的相关性指标，进行合理分组，以便将同一组内的所有风电场作为一个统一的整体进行优化调度与控制，不仅可以显著降低调度控制对象的数量，而且能够充分发挥不同地理位置间风电场的出力互补特性，优先利用风电场之间波动率的互补特性平抑总的风电波动，进而减少储能参与平抑风电波动所需的资源。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1是本专利技术实施例提供的一种风电场集群动态划分方法流程图。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0018]实施例1本实施例提供了一种风电场集群动态划分方法，包括：S1：获取调度控制区域内各风电场的短期或超短期出力预测曲线时间序列和开机容量曲线时间序列。其中，出力预测曲线时间序列记为，开机容量曲线时间序列记为，下标表示调度控制区域内的第个风电场，表示序列的时段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场集群动态划分方法，其特征在于，包括：S1：获取调度控制区域内各风电场的出力预测曲线时间序列和开机容量曲线时间序列；S2：根据各风电场的开机容量曲线时间序列将出力预测曲线时间序列进行标幺化处理；S3：计算各风电场标幺化后的出力预测曲线时间序列在各调度时段的波动率，得到出力波动率序列；S4：计算任意两个风电场的出力波动率序列之间的相关系数，得到相关系数矩阵；S5：判断相关系数矩阵中是否存在小于预设阈值的元素，若存在，则将小于预设阈值的元素各自对应的两个风电场组合为一个等效风电场，并计算各等效风电场的出力波动率序列，所有等效风电场与剩余风电场构成新的集群，并返回步骤S4，直到相关系数矩阵中不存在小于预设阈值的元素时，转入步骤S6；S6：输出集群划分结果。2.根据权利要求1所述的风电场集群动态划分方法，其特征在于，出力预测曲线时间序列记为，开机容量曲线时间序列记为，其中，表示调度控制区域内的第个风电场，表示序列的时段数量，表示第个风电场在时段时的出力预测值，表示第个风电场在时段时的开机容量；标幺化后的出力预测曲线时间序列记为，其中，。3.根据权利要求2所述的风电场集群动态划分方法，其特征在于，出力波动率序列表示为，其中, 第个风电场在时段时的波动率通过下式计算得到：。4.根据权利要求3所述的风电场集群动态划分方法，其特征在于，相关系数的计算方法如下：其中，表示第个风电场和第个风电场的出力波动率序列之间的相关系数，和分别表示第个风电场和第个风电场的出力波动率序列的均值。5.根据权利要求1所述的风电场集群动态划分方法，其特征在于，等效风电场的出力波
动率序列为该等效风电场包含的所有风电场的出力波动率序列代数和。6.一种风电场集群动态划分装置，其特征在于，包括：数据获取模块，用于获取调度控制区域内各风...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘力强，周冠东，肖帅，徐民，胡迪军，杨丹，黄纯，李栋，欧阳志国，马芳，
申请(专利权)人：湖南华大电工高科技有限公司，
类型：发明
国别省市：