【技术实现步骤摘要】
一种风电场覆冰停机预测方法
[0001]本专利技术属于新能源发电领域,尤其涉及一种风电场覆冰停机预测方法。
技术介绍
[0002]近年来,风电机组等新能源机组的装机容量不断提升,风力发电在全国总发电量的占比逐年提升,风力发电对电网的影响已经不可忽视。风力发电的功率预测准确率将对电网调度部门的电力电量平衡工作产生重要影响。然而在冬季寒潮期间,我国部分地区会出现风机叶片覆冰而导致风机停机的现象。风电场传统的的功率预测系统中并没有考虑风机覆冰停机现象,当寒潮来临时,由于大量的风机出现覆冰停机,短期内风电场实际送出功率将大大低于预测。而寒潮期间往往也是用电高峰时期,此时风电场因为覆冰停机导致的大幅度偏差将给电网调度部门的电力电量平衡工作带来巨大压力。因此,在寒潮期间需要提前预测每一台风机可能出现覆冰停机的时间段,并在相应时间段的功率预测中将会出现覆冰停机的机组从中剔除,以提高寒潮期间风电场短期功率预测的准确率。
[0003]目前,关于风机覆冰停机预测的研究还相对较少,只有关于风机叶片表面覆冰条件的研究,研究风机表面环境温度、液态水含量、风速以及风机叶片形状等因素对叶片覆冰过程的影响。但由于海拔以及微气象影响,气象预报数据中的环境温度与风机附近实际温度存在一定的偏差,且气象预报数据中只有相对湿度数据,没有液态水含量数据,因此这种研究只限于理论层面,难以用于实际覆冰停机预测。因此,目前缺少针对实际生产中利用气象预报数据对风电场覆冰停机的预测方法。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种风电场覆冰停机 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种风电场覆冰停机预测方法,其特征在于:包括:步骤1:根据风机叶片覆冰物理原理,定义覆冰程度和覆冰速度,建立数学式刻画风机覆冰停机物理过程;步骤2:选取温度和相对湿度作为影响风机叶片覆冰的关键环境变量,定义风机覆冰温度,用一个风机覆冰停机函数建立风机覆冰停机与气象温度和风机覆冰温度的温度差、相对湿度以及时间之间的函数关系;步骤3:根据历史覆冰停机数据与气象预报数据,利用函数拟合的方法得到风机覆冰停机函数的具体函数表达式;步骤4:输入当前风机覆冰状态初始值,结合气象预报数据,利用风机覆冰停机函数预测未来各台风机出现覆冰停机的时间段。2.根据权利要求1所述的一种风电场覆冰停机预测方法,其特征在于:在步骤1中,根据风机叶片表面覆冰的物理原理,定义覆冰程度和覆冰速度,建立数学式刻画风机覆冰停机物理过程;具体为:覆冰程度F
ic
为描述风机叶片表面覆冰的状态,用数值反映风机叶片表面覆冰厚度,覆冰程度F
ic
设置一个确定值为覆冰程度最大值F
ic_max
,当覆冰程度F
ic
的数值达到覆冰程度最大值F
ic_max
,风机叶片覆冰且自动停机,风机由未覆冰状态转为覆冰停机状态,此时覆冰程度F
ic
的数值不会再增加;覆冰程度F
ic
的最小值设置为0,覆冰程度F
ic
的数值由F
ic_max
逐渐减小至最小值0时,风机叶片表面冰层全部融化,风机重启,此时覆冰程度F
ic
的数值不会再减小;影响覆冰程度数值变化的参数主要是覆冰速度v
ic
;覆冰速度v
ic
描述风机叶片表面结冰与融冰的速度,环境条件不同会影响覆冰速度v
ic
的快慢,利用覆冰速度v
ic
来量化寒潮期间风机由正常运转到覆冰停机状态所需时间以及风机由覆冰停机状态到融冰重启所需时间;定义覆冰速度v
ic
为正时,风机叶片处于逐渐结冰状态,覆冰程度F
ic
的数值随着时间不断累加,直至覆冰程度F
ic
的数值达到最大;定义覆冰速度v
ic
为负时,风机叶片处于融冰状态,覆冰程度F
ic
的数值随着时间不断减少,直至覆冰程度F
ic
的数值达到最小;覆冰程度F
ic
与覆冰速度v
ic
以及时间的关系如下数学式表示:其中,F
ic
(t
i
)为第i小时风机的覆冰程度,F
ic_0
为覆冰程度初始值,v
ic
(t
i
)为第i小时环境条件下对应的覆冰速度v
ic
,表示第k小时中每个小时的覆冰速度v
ic
累加值,覆冰程度值F
ic
为覆冰程度初始值加上前面k小时中每个小时的覆冰速度累加值。3.根据权利要求2所述的一种风电场覆冰停机预测方法,其特征在于:在步骤2中,选取温度和相对湿度作为影响风机...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴康,李升健,余侃胜,赵伟哲,熊俊杰,舒展,张堃,
申请(专利权)人:国家电网有限公司,
类型:发明
国别省市:
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