[发明专利]一种风力发电机组的捕风系数、年满发小时数的估算方法

说明书

本发明提供了一种风力发电机组的捕风系数、年满发小时数的估算方法，通过反算风力发电机组的捕风系数，提高了风力发电机组的捕风系数的估算精度，从而为提高风力发电机组的发电量的预测准确度提供了基础。风力发电量的预测量的提高能够减缓风电对电网的毛刺冲击波动，保持电网智能稳定和可靠。风力发电机组的年满发小时数，确定了风机的有效利用率，便于指导风机系统运维水平的提升，也可用于为电网在大概率下风场中所有风机风能与其他能源的平衡、调度、匹配的解决提供参考，有利于把握风电规律，且能够解决电网对风场风力发电机组年总功率进行消纳匹配的计算，也能够解决风机可靠性评价或运维指导中风机有效利用率的计算。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风力发电机组的捕风系数、年满发小时数的估算方法。

背景技术

风电等新能源由于在发电环节不产生污染排放，近年来取得了快速发展，在能源结构不断优化的同时，也给我国电网的安全运行带来了一定挑战。在大力发展新能源之前，煤电占据了绝对主力电源的位置，虽然污染较大，但是煤电的纪律性非常强，可以始终服从命令，电力需求大时，电厂就多发电，电力需求小时，就少发电，与大电网系统配合默契。新能源虽然清洁，但是最大的缺陷就是不稳定，而风电只有在风力达到要求时才能正常发电。风电的步调很难与大电网保持一致，这给其大规模安全并网带来了麻烦。

随着风力发电容量占电网容量的比重不断加大，风电场对电网稳定性的影响也越来越大。只有对风电场出口处能源的配置及调度的及时性的准确预测，才能有效减缓风电对电网的毛刺冲击波动，才能够解决新能源大规模集中开发难以控制、难以调度的世界性难题。

目前用于解决新能源大规模集中开发难以控制、难以调度的世界性难题的热门技术是风电场等效虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator-VSG)技术。该技术是通过在风电场交流侧配置储能系统，并对储能系统的逆变器采取基于同步发电机模型的控制策略，将风电场等效为虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator-VSG)，使风电场向电网输送的功率平滑，并对大电网体现同步发电机的特性。根据电网负荷的波动，调节自身输出功率，维持系统频率与电压稳定，调节系统功率平衡，维持电网电压稳定的作用，具有自同步特性，有效改善了大规模风电场的并网性能。但该技术对需要配置的储能系统的年度总量和瞬时总量的存在技术计算依据不足的问题，而且储能系统需要预先储能，而且其与煤电和水电、核电的可调度总量长期稳定性相比，也存在明显差距，因此，通过智能电网用煤电和水电、核电进行宏观调控的大方向不会变化，仍需把准确预测风电场的发电总量和规律为上上策。

为此，随着智能电网的建设和发展，以及互联网+的普及，风电场等效虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator-VSG)技术的推广应用，为继续优化已运行风电场发电系统的运行稳定、效能可靠，建成网源友好型风电场，初步实现新能源大规模友好并网提供了基础。因此，为了建设友好型风电场，需要获取风力发电机组的年满发小时数来指导风机设备的运维水平，但是，目前风电场发电系统对风力发电机组的发电量的计算是通过利用风机的捕风系数进行相关计算得到，由于对风机的捕风系数获取后未进行重新验证，造成风机的捕风系数可能存在误差，影响风力发电机组的发电量的估算精度，也影响风力发电机组的年满发小时数的估算精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力发电机组的捕风系数的估算方法，用于解决现有技术中风力发电机组的年满发小时数的估算精度低的问题，同时提供了一种风力发电机组的年满发小时数的估算方法，用于解决现有技术中风力发电机组的年满小时数的估算精度低的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种风力发电机组的捕风系数的估算方法，包括如下步骤：

1)根据历史风速数据计算风速随距离地面高度变化的风速切变系数，并根据气象站的预测风速及所述风速切变系数计算风机轮毂高度处的预测风速；