[发明专利]风电场风速预测方法及其装置和功率预测方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术，尤其涉及一种风电场风速预测方法及其装置和功率预测方法及其系统。

背景技术

风力发电是通过风电机组将风能转换为电能的能源利用技术，是目前新能源开发领域中发展最快和最具潜力的“绿色能源”。

风力发电是以自然风为原动力，而风能具有间歇性和随机性等特点，区域电网内风电场中各风电机组在向电网输送电能的并网过程中，各风电机组的输出功率波动较大。因此，风电并网时，须考虑区域电网内风电场中各风电机组发电功率之和占电力系统总发电功率的比例（即风电穿透功率），当风电穿透功率超过一定值之后，电网输出的电压和频率会有较大幅度的波动，严重影响电网输出电能的质量。

针对这一问题解决办法之一是对区域电网内风电场内各风电机组在一定时间内的输出功率进行预测，电力系统的调度部门根据事先预测的输出功率合理的安排发电计划和调度任务，以减小风电并网时对电网的影响，提高电网运行的稳定性。

现有的风电功率预测系统中，主要包括数值天气预报处理模块和功率预测模块，数值天气预报处理模块可从数值天气预报气象服务器下载全球范围内各区域的气象数据（包括气压、温度、湿度、风、云和降水量、地温、辐射等），并采用数值天气预报模型，预测出未来一段时间内风电场区域的相关气象参数，这些气象参数主要包括风电场区域的风速、风向、气压、湿度和温度等；功率预测模块根据数值天气预报处理模块发送的预测的风电场区域的相关气象参数，采用预先建立的风机物理模型，预测出风电场内各风电机组待预测时间段内的输出功率。

但是，现有的风电功率预测系统并未考虑到风电机组所处风电场地形、地貌、风机的湍流等因素对风电机组输出功率的影响，经过实际的应用发现，最后预测出的各风电机组的输出功率精度较低，误差较大。

发明内容

本发明第一个方面是提供一种风电场风速预测方法，以提高对风电机组风速值的预测精度。

该风电场风速预测方法，包括：

获取风电场中各风电机组所在位置的空间坐标；

获取风电场所在区域的地形特征参数；

获取预设时间段内风电场区域的风速时间序列值；

将所述各风电机组所在位置的空间坐标和地形特征参数作为控制参数，将所述预设时间段内风电场区域的风速时间序列值作为条件参数，采用预先建立的风电场物理模型计算出所述预设时间段内各风电机组所在位置的风速时间序列值，并显示。

本发明的另一个方面是提供一种风电场功率预测方法，包括：

采用数值天气预报系统获取预设时间段内风电场区域的气象数据，所述气象参数至少包括风电场区域的风速时间序列值；

采用本发明提供的风电场风速预测方法预测所述预设时间段内各风电机组所在位置的风速时间序列值；

根据所述各风电机组所在位置的风速时间序列值采用功率预测模型预测出所述预设时间段内各风电机组的输出功率；

根据各风电机组的输出功率计算整个风电场的预测输出总功率，并显示。

本发明的又一个方面是提供一种风电场风速预测装置，包括：

风机位置获取模块，用于获取风电场中各风电机组所在位置的空间坐标；

风电场地形参数获取模块，用于获取风电场所在区域的地形特征参数；

风速值获取模块，用于获取预设时间段内风电场区域的风速时间序列值；

风机风速值计算模块，用于将所述各风电机组所在位置的空间坐标和地形特征参数作为控制参数，将所述预设时间段内风电场区域的风速时间序列值作为条件参数，采用预先建立的风电场物理模型计算出所述预设时间段内各风电机组所在位置的风速时间序列值；

第一显示模块，用于显示所述各风电机组所在位置的风速时间序列值。

本发明的又一个方面是提供一种风电场功率预测系统，包括：

数值天气预报系统，用于获取预设时间段内风电场区域的气象数据，所述气象参数至少包括风电场区域的风速时间序列值；

本发明提供的风电场风速预测装置，用于预测所述预设时间段内各风电机组所在位置的风速时间序列值；

输出功率预测模块，用于根据所述各风电机组所在位置的风速时间序列值采用功率预测模型预测出所述预设时间段内各风电机组的输出功率；

总功率计算模块，用以根据各风电机组的输出功率计算整个风电场的预测输出总功率；

第二显示模块，用于显示所述整个风电场的预测输出总功率。