[发明专利]基于风资源实时监测数据的弃风电量评估方法

权利要求书

1.基于风资源实时监测数据的弃风电量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）对风电场历史输出功率与对应时间测风塔所测得不同高层的风速、近地面气温、气压资料进行分析和数据质量控制，并筛选出同一时段的风速、气温、气压、全场功率数据；

2）根据理想气体状态方程，将测量风速修正为标准大气状态下的同等风速；

风力发电机的输出功率可以表示为：

                                                   

其中，为通过风机叶片扫掠面积的风功率，为风机的风能利用系数，A为风机叶片扫掠面积，V为风速，为风轮直径，为空气密度；

设测量风速为，标准大气状态下风机输出功率相等时风速为，则有：

    

    

根据理想气体状态方程：

    

其中P为空气压强，为空气密度，R为摩尔气体常数，M为平均摩尔质量，可得：

    

其中，、、分别为标准状态下大气密度、温度以及压强；

3）对功率数据按照不同风速区间剔除奇异点，并运用统计方法分析风速与功率间的关系，得到风电场实际平均功率曲线；

在数据采集过程中，由于仪器临时故障、外界干扰等原因，有时会出现异常数据，也叫做奇异点；使用以标准差为阈值的方法剔除风速-功率数据的奇异点，具体步骤如下：

设测风塔风速数据和风电场功率数据序列分别为、，，按0.5m/s风速间隔对以及对应的进行分类分析，得到以下数据集合：

    ，j=1,2…60

对每个集合，分别计算功率的平均值及标准差：

    ，

其中为的样本数，将超出区间的数据剔除出样本集，再次计算每个集合的功率平均值，就得到风电场实际平均功率曲线；

    ，其中, j=1,2…60

5）将测风塔实时测量风速带入实际功率曲线，得到风电场理论出力；计算风电场出力的时间积分，即得风电场一段时间内的理论发电量：

    

其中， 为理论发电量，t₀为初始时刻，T为积分时间，为实际平均功率；

6）由EMS系统得到风电场的实际发电功率，计算风电场实际发电功率的时间积分，即得风电场一段时间内的实际发电量；将这段时间的理论发电量减去实际发电量，即为风电场弃风电量：

其中，为实际平均功率，P_EMS为风电场的实际发电功率。