一种风电场理论功率和应发电量的计算方法技术

本发明专利技术涉及一种风电场理论功率和应发电量的计算方法，包括：获取风电场原始特征数据；对原始特征数据进行处理；建立新的特征数据；构建机舱风速相关性模型；修正机舱风速；计算风轮界面内的等效风速；构建功率预测模型；计算受阻风机的理论功率和应发电量；计算风电场理论功率和应发电量。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术提供一种基于风机SCADA历史风速数据建立的风机间风速关系模型获得发电受阻风机的机舱实时修正风速，进一步计算受限风机的风轮面等效风速，将风轮面等效风速、机舱风速、湍流强度、风向、温度等变量数据输入风机理论功率计算模型，获得受限风机的理论功率及应发电量，可大幅提高风电场理论功率和发电量计算的准确性。确性。确性。

【技术实现步骤摘要】
一种风电场理论功率和应发电量的计算方法


[0001]本专利技术涉及风力发电
，更确切地说，它涉及一种风电场理论功率和应发电量的计算方法。

技术介绍

[0002]准确计算风电场理论功率和应发电量，是开展风场损失电量的定量评估、进行风电机组运行性能评价、提升风电场生产运维管理水平的必要前提。然而，受电网功率调节、风电机组故障、日常检查维护等的影响，风电场经常出现停机、限功率发电等发电受阻的情况，导致风电场不能按理论功率水平出力。在此情况下，如不能准确计算风电场理论功率和应发电量，则无法进行损失电量评估。当前，一般按以下两种方法进行风电场理论功率和应发电量的计算：
[0003]1.样板机法：将风电场中特定位置的某些风机作为样板机，当其周边一定距离范围内的风机出现故障停机、限功率等情况时，按样板机的实际发电功率及发电量作为周边风机同期的理论发电功率及应发电量，进而推算风电场整体的理论功率、应发电量及损失电量等。
[0004]2.功率曲线法：功率曲线法一般通过获取各风机历史的风速和功率数据，按照预设的风速间隔对功率数据进行划分、构建本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风电场理论功率和应发电量的计算方法，其特征在于，包括：步骤1、获取风电场原始特征数据；步骤2、对原始特征数据进行处理；步骤3、建立新的特征数据；步骤4、构建机舱风速相关性模型；步骤5、修正机舱风速；步骤6、计算风轮界面内的等效风速；步骤7、构建功率预测模型；步骤8、计算受阻风机的理论功率和应发电量；步骤9、计算风电场理论功率和应发电量。2.根据权利要求1所述的风电场理论功率和应发电量的计算方法，其特征在于，步骤1中，根据理论功率和应发电量拟分析的对象时段[T1,T2]，获取风电场某一历史时刻T0至T1时刻的原始特征数据，T1‑
T0≥6个月；所述原始特征数据包括每台风电机组的运行状态、机舱风速、机舱风向、风机功率、环境温度，以及测风塔所有高度层的风速数据和风向数据。3.根据权利要求2所述的风电场理论功率和应发电量的计算方法，其特征在于，步骤2包括：步骤2.1、将步骤1所获数据分成A、B两个数据集，并获取C数据集，其中A、B为历史数据集，A包含T0至T1时刻前三个月的数据，B包含T0至T1时刻剩余时段的数据，C为对象数据集，包含T1至T2时刻的数据；步骤2.2、根据风机运行状态，剔除历史数据集A、B中每台风机处于受阻状态的数据，保留风机处于正常发电状态的数据，形成新的历史数据集A'、B'；步骤2.3、根据对象数据集C中各风机的运行状态，将C数据集分为两个子集C1、C2，其中C1为受阻风机的数据子集，C2为正常运行风机的数据子集；步骤2.4、对所有数据集中处于不合理范围内的异常数据点进行剔除或修改，形成每台风机、测风塔的合理范围数据集；其中，对于机舱风速、测风塔风速，合理范围选取为[0m/s，70m/s]；对于机舱风向、测风塔风向，合理范围设置为[0
°
，360
°
]；对于风机功率，合理范围设置为[
‑
0.05*Pir，1.1*Pir]，Pir为风场某i号风机的额定功率Pr；对于环境温度，合理范围设置为[
‑
30℃，60℃]。4.根据权利要求3所述的风电场理论功率和应发电量的计算方法，其特征在于，步骤3包括：步骤3.1、建立机舱风速、测风塔风速、风机功率、环境温度的10分钟平均值数据：将步骤2.4处理后的机舱风速、测风塔风速、风机功率、环境温度时序数据，以每一个10分钟为时段单位，求取每个10分钟时段单位内的平均值；步骤3.2、建立机舱风速的10分钟湍流强度数据：将步骤2.4处理后的机舱风速序列，以每一个10分钟为单位求其标准差：其中n表示该十分钟内机舱风速数据的个数，v
i
表示第i个风速点的值，表示这些风速点的平均值；湍流强度表示为：步骤3.3、建立测风塔的10分钟主导风向数据：将360
°
方向按30
°
间隔划分为12个风向
扇区D1‑
D
12
；根据步骤2.4处理后的测风塔风向数据，判断每一个10分钟内测风塔风向发生次数最多的风向扇区，将此风向扇区编号D
i
作为测风塔在该10分钟内的主导风向数据；步骤3.4、立风机机舱风向的10分钟主导风向数据：根据步骤2.4处理后的机舱风向数据，按步骤3.3方法建立机舱风向的10分钟主导风向数据；步骤3.5、建立风场10分钟风切变指数数据：将步骤2.4处理后的测风塔所有高度处风速，根据风廓线使用最小二乘线性回归方法，拟合得到风速
‑
高度的幂律曲线V(h)＝β*h
α
，得到每一个10分钟内的风切变指数α，其中，β为拟合得到的风廓线系数，n为测风塔不同高度的测风层数。5.根据权利要求4所述的风电场理论功率和应发电量的计算方法，其特征在于，步骤4包括：步骤4.1、选定构建模型的风机机舱风速数据并将其按测风塔主导风向分组：将数据集A'中风向数据按步骤3.1处理、3.3处理，并对测风塔10分钟主导风向进行分组，得到12个方向组的10分钟机舱风速数据序列；步骤4.2、对步骤4.1处理所得的数据，按组构建全场风机的风速相关矩阵：选取一个方向组数据，计算任意两台风机机舱风速的协方差：其中x,y分别表示该组内任意两台机组的10分钟机舱风速数据序列；进一步求取两台风机机舱风速的相关性：形成该组的机舱风速相关性矩阵，共构建12组机舱风速相关性矩阵：其中，Di为测风塔主导风向扇区编号，1，2，
……
n为风电场风机号；步骤4.3、建立机舱风速相关性模型：在每个风向下，对于每台机组，寻找与其风...

【专利技术属性】
技术研发人员：何国栋，王恩予，寿春晖，沈洋，吴伊雯，朱金奎，
申请(专利权)人：浙江浙能技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：