【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风电场，具体地说是一种考虑风电场风速时空分布差异的调频能量评估方法。
技术介绍
1、新能源发电通过电力电子设备接入电力系统，在常规控制策略下不具有传统同步机的惯量和一次调频能力，随着新能源发电占比提高将导致系统惯量水平和调频响应能力下降，频率安全特性恶化。
2、目前，风电主动承担电网调频已成为一些欧美国家的普遍要求。国内外学者对风电机组参与调频的研究多集中于风机调频策略方面，广泛应用的风电机组参与调频策略包括在转子侧逆变器控制中附加功率环，引入虚拟惯量控制、下垂控制或两者相结合的综合惯量控制，以模拟同步机的调频响应过程，式中风电机组参与调频的能量来源主要是风力机储存的桨叶动能，其大小受风机轮毂高度处风速影响。
3、相较而言，针对风电机组或风电场参与电力系统调频服务能力评估的研究相对较少。已有研究提出的风电机组调频参数设定方法，均未建立调频参数与背后可用调频能量的耦合关系，无法反映风电机组或风电场实际可承担的调频能力。
4、为研究风电机组或风电场的调频能力，需对风电场可用调频能量进行平复。文献[t.liu,w.pan,r.quan and m.liu,"a variabledroop frequencycontrol strategy forwind farms that considers optimal rotor kineticenergy",ieee access,vol.7,pp.68636-68645,2019.]对风电机组最大可获得的转子动能进行了评估。然而在风电场内
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种考虑风电场风速时空分布差异的调频能量评估方法，用于解决在进行风电场调频能量评估中只考虑了风机桨叶转子动能，而忽略了调频过程中机械功率捕获的损耗，以及只考虑风电场风速空间分布差异，忽略了受大气湍流影响的风速时序波动引起的风电场调频能量的时变性，导致评估结果存在较大误差的问题。
2、本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种考虑风电场风速时空分布差异的调频能量评估方法，包括以下步骤：
3、1、构建基于数值天气预报的风电场各机群分钟级风速概率预测模型s1-1、利用mat1ab，基于风电场内各机组的历史风速数据，先利用calinskiharabasz指数确定最优分类数k，再用kmeans算法进行聚类得到k个机群，以距离聚类中心最近的机组作为中心机组；
4、s1-2、用核密度估计法确立各中心机组的风速边缘概率密度函数；
5、s1-3、基于各机群边缘概率分布函数，建立不同copula函数描述各机群中心机组风速与风电场数值天气预报的相关性，采用极大似然估计法求得相关参数，风速的联合copula函数表示如下：
6、
7、式中，是数值天气预报风速，vi是各中心机组分钟级风速，θ为copula函数的参数，uv＝f(v)，
8、s1-4、利用aic信息准则评价不同copula函数的拟合优劣，择优选择合适的copula函数，计算公式如下：
9、a＝2k-2ln(l)
10、式中，k为copula函数中参数个数；l为copula函数极大似然函数的值；
11、s1-5、计算各机群中心机组分钟级风速的条件概率模型
12、
13、式中，
14、2、构建典型风速预测场景
15、s2-1、采样
16、利用拉丁超立方抽样方法将概率分布函数均分成n个区间，在每个区间选择中点确定作为采样点，通过反函数将样本值映射到风速采样值vtn，vtn表示如下：
17、
18、将上述方法得到的采样值随机排列为矩阵的一行，重复采样t次，形成一个t*n阶初始采样矩阵v，表示为
19、
20、式中，t为样本时序维数；
21、s2-2、排序
22、利用cholesky分解方法进行采样矩阵时序重构得到n个风速场景集；
23、s2-3、风速场景削减
24、采用快速前代消除法将风速场景削减为s个概率较大的代表原分布的典型场景及其对应概率ps，并验证生成场景对风速实测值的覆盖情况pb：
25、
26、式中，bt为二元变量，当前时段内风速实测值处于生成场景的最大值与最小值之间时取1，反之为0；nt为生成场景的时间序列。
27、3、基于典型风速预测场景的风电场调频能量评估
28、利用以下公式计算各机群每个典型风速场景下可用调频能量，
29、
30、式中，ωmax为风机转子最大转速，ω1为进入恒转速区的初始转速，vn为额定风速，v1为恒转速区风速下限，v为当前风速，v0为最低并网风速限值；
31、将各个场景下的调频能量进行概率加权计算，即为各风机可用调频能量期望值，再叠加各风机能量结果得到风电场可用调频能量评估结果如下：
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1.一种考虑风电场风速时空分布差异的调频能量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑风电场风速时空分布差异的调频能量评估方法，其特征在于，步骤S2-2的具体步骤为：
3.根据权利要求1所述的一种考虑风电场风速时空分布差异的调频能量评估方法，其特征在于，利用以下公式确立各中心机组的风速边缘概率密度函数：
【技术特征摘要】
1.一种考虑风电场风速时空分布差异的调频能量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑风电场风速时空分布差异的调频能量评估方法，其特征在于...
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