[发明专利]一种计算风电场有效容量的计算方法

权利要求书

1.一种计算风电场有效容量的计算方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：收集风电场某一时期风速数据，由该风电场风机的风速-功率曲线计算该风电场各时刻的有功出力；

PW=0,0≤v<vinorv>voutPWRvR3-vin3v3-vin3vR3-vin3PWR,vin≤v≤vRPWR,vR<v≤vout---(1)]]>

式中：v为风机轮毂高度处的风速；v_in为切入风速；v_out为切出风速；v_R为额定风速；P_W为风机的输出功率，P_WR为额定输出功率；

步骤2：运用概率统计的方法，计算在连续时间轴上每个功率间隔范围内有功出力出现的次数，则各出力段该时间尺度内有功出力概率为：

式中：为概率；n为分析周期内的天数；i为功率段；1)、当i＝0时，N_i为有功出力P＝0出现的次数；2)、当i取其他值时，N_i为有功出力P∈{△P(i-1),△Pi}范围内出现的次数，其中△P为功率间隔，一般取△P＝0.1P_total，P_total为风电场的额定容量；

步骤3，采用极大似然估计或最小二乘拟合方法，基于各种函数模型分别拟合出一条连续函数曲线，贝塔分布、威布尔分布、瑞利分布及高斯混合分布等函数模型分别如下所示：

f(x;α,β)=xα-1(1-x)β-1∫01μα-1(1-μ)dμ---(3)]]>

f(x;λ,k)=kλ(xλ)k-1e-(x/λ)kx≥00x<0---(4)]]>

f(x)=xσ2e(-x22σ2)x≥0---(5)]]>

f(x)=Σi=1kaie-[(x-bi)/ci]2---(6)]]>

式中：σ为出力标准差；μ为出力均值；α、β均为大于0的参数；λ、k分别为拟合出力概率特性曲线尺度参数及形状参数；

步骤4：采用拟合优度指标，对拟合出的各种曲线的拟合优度进行评价，选出最优拟合模型；

步骤5：由拟合优度指标选出精度最优模型；

步骤6：收集该风电场同一时间长度的另一时段风速数据，重复步骤1、2、3、4，得到相应的拟合结果；

步骤7：对比两次拟合得到的拟合优度指标值，验证已选模型的泛化性能。

2.根据权利要求1所述一种计算风电场有效容量的计算方法，其特征在于，步骤4中，拟合优度指标包括：

1)均方根误差

RMSE=1nΣi=1n(x^i-xi)2---(7)]]>

2)和方差

SSE=Σi=1n(x^i-xi)2---(8)]]>

3)确定系数

R-square=Σi=1n[(x^i-xi)2/(xi-x‾)2]---(9)]]>

4)平均绝对误差

MAE=1nΣi=1n|x^i-xi|---(10)]]>

式中：为出力拟合值；x_i为出力实际值；

以上优度指标的取值范围为[0,1]，均方根误差、和方差、平均绝对误差越小，确定系数越大表明函数对变量的解释能力越强，模型对数据的拟合效果也越好。