[发明专利]一种评价风速时移性的方法

说明书

本发明公开了属于风电场技术领域的一种评价风速时移性的方法。通过建立不同空间位置处风速序列间的时移性模型，设计了评价风速时移性的步骤，并提出延迟时间DT和速度因子SF两个指标定量来评价不同空间位置处各风过程间的时间关系与速度变化情况。定量分析不同空间位置处风速序列间的时移特性，为风电场设计运行和电力系统调度提供了可靠的技术支撑。所提方法的研究结果可依据实际风况进行不断完善，且适用于任何风电场与任意空间尺度，结果可作为风资源评估的有效衡量指标，为风电场出力特性的研究提供了理论依据。

技术领域

本发明涉及风电场技术领域，尤其涉及一种评价风速时移性的方法。

背景技术

风电并网规模的快速扩大导致风电出力的随机波动性对电网调度、电力系统安全稳定运行及电能质量的影响日益彰显。由于风电机组出力与风速的三次方呈正相关关系，所以对风速的研究至关重要。如何从不同空间位置处随机波动的风速序列中挖掘出风速的时空耦合关系，对风电场(群)爬坡事件、可能出现的极端事件、降低风电并网对电网的冲击等均具有重要意义，也事关风电场效益与电网中风电的并网比例。

现有针对不同空间位置处风速序列间时空耦合关系的研究可分为基于模型驱动的物理方法与基于数据驱动的统计方法，存在以下问题及缺陷：

(1)物理方法无法依据实际风速的分布情况对模型进行实时优化，且模型精度与模型复杂度呈反比关系，难以适用于地形复杂的风电场与我国普遍存在的成片式开发的风电场群和风电基地。

(2)统计方法仅实现了风速序列间相关性的量化，风速间的时移性隐含在空间分布与映射关系内，尚未实现量化。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于风过程量化不同时空尺度下风速序列间时移性的方法，并提出了评价风速时移性的指标，即延迟时间DT与速度因子SF，为定量衡量不同空间位置处风速序列间的时间关系与速度变化情况提供了科学依据。所提方法的研究结果可依据实际风况进行不断完善，且适用于任何风电场与任意空间尺度，结果可作为风资源评估的有效衡量指标，为风电场出力特性的研究提供了理论依据。

发明内容

本发明的目的是提出一种评价风速时移性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：数据提取及预处理；采集不同空间位置处风况信息，包括风速与风向时间序列数据，并对上述数据进行清洗与预处理；

步骤2：时间窗口确定；考虑步骤1所获得数据的时间分辨率，确定风速时移性分析及评价的时间窗口T_w；

步骤3：起始点位p处风过程集合获取；依据时间窗口同时划分起始点位p处的风速序列与风向序列，获取风过程集合其中分别表示将起始点位p处的风序列按时间窗口T_w划分后的第1、2、…、n个风过程；

步骤4：终止点位q处风过程集合获取；依据点位p与点位q间的相对位置与距离和起始点位p处各风过程内的主风向与风速序列，计算起始点位p处各风过程至终止点位q处的理论延迟时间范围，据此构建终止点位q处相应时变时间窗口的风过程集合；

步骤5：时移评价指标计算；计算起始点位p各风过程下的时间延迟DT与速度因子SF，定量评价起始点位p处风速序列至终止点位q处的时移性；

步骤6：对所有空间点位重复步骤3至步骤5，得到可定量评价不同空间域度内各风过程时移性的指标：延迟时间DT与速度因子SF；

步骤7：风速时移性评价；依据步骤6中计算所得风过程时移性的指标，描绘不同空间点位间风速变化的时移性特征。

所述步骤1中的数据提取及预处理包括检验筛选、错误数据剔除及合理的插补与修正。