[发明专利]一种基于运行数据的风电利用率计算方法

说明书

本发明公开了一种基于运行数据的风电利用率计算方法，所述方法包括以下步骤：1)基于风机运行原理对异常数据进行初步筛选剔除；2)采用参数优化的四分位法进一步剔除异常数据；3)采用聚类算法深入剔除异常数据；4)采用分段Hermite插值进行缺失数据重构；5)建立相关型号风电机组的理论功率计算模型及风电场理论功率恢复；6)风电利用率相关指标计算。本发明方法基于风电场SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition,数据采集与监视控制系统)系统记录的风机运行数据，结合有效的数据质量控制手段提出了风电场理论功率恢复算法，这为风电利用率的计算提供了一种合理的途径，也为风电场运行状况评估及风电、电网的规划发展提供了科学的依据。

技术领域

本发明属于风电发配电技术领域，涉及一种基于运行数据的风电利用率计算方法。

背景技术

随着风电的快速发展，其间歇性和随机性的特点导致了风电弃风限电现象日益严峻，严重影响到风电场真实出力情况的评价以及对风电、电网发展的科学规划。弃风限电是基于电网的运行原理，在风电大发期间，为保证电网的安全稳定运行，在一定程度上限制风电出力的情况。如何通过技术手段恢复弃风限电期间的风电理论出力，改进并提高风电场理论功率恢复精度，进而计算出准确的弃风情况及风电利用情况，对于风电利用率的可靠计算，进而合理评价风电场/群运行的安全性和经济性、科学衡量风电消纳情况等实际问题具有重大的理论研究价值和应用指导意义。

风电理论功率恢复是风电利用率计算中的关键步骤。目前，国内风电行业对计算风电理论功率还没有形成标准。现有的计算方法一般是直接采用风机的出厂功率曲线作为理论功率计算曲线，但由于出厂功率曲线是在严格的试验条件下得到的，易受天气状况、地形和风机自身出力特性变化等影响，因而计算误差较大。

发明内容

本项发明利用无弃风条件下风电机组的实际运行数据，通过异常数据剔除、缺失数据重构等数据质量控制手段获取有效的风速、功率、风轮转速等实际运行数据。在此基础上，分别对不同型号的风电机组建立相应理论功率计算模型。然后，根据风速测量数据，分别恢复特定型号每台风机的理论功率。最后，通过累加得到风电场的理论功率，进而实现风电利用率的准确计算及风电利用情况的合理评价。基于运行数据的风电场理论功率恢复方法将为风电利用率的计算提供一种有效途径，也将为风电场运行情况评估和风电、电网的规划发展提供合理手段和科学依据。

本发明的具体技术方案是：

一种基于运行数据的风电利用率计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)基于风机运行原理对异常数据进行初步筛选剔除；

2)采用参数优化的四分位法进一步剔除异常数据；

3)采用聚类算法深入剔除异常数据；

4)采用分段Hermite插值进行缺失数据重构；

5)建立相关型号风电机组的理论功率计算模型及风电场理论功率恢复；

6)风电利用率相关指标计算。

进一步，所述步骤1)包括：

S101：根据风机运行原理将其划分为5个运行区间：

区间1：0≤V<V_{cut_in},P＝0；

区间2：

区间3：

区间4：V_rated≤V<V_{cut_out},P＝P_rated<P_max；

区间5：V≥V_{cut_out},P＝0；