[发明专利]基于风资源实时监测数据的弃风电量评估方法

摘要

本发明属于风电发配电技术领域，涉及一种基于风资源实时监测数据的弃风电量评估方法。结合测风塔历史测量气象数据与风电场全场历史功率数据，统计率定风电场实际功率曲线。再将测风塔实时测量气象数据输入风电场实际功率曲线，计算风电场的理论发电功率，并将其对时间积分输出风电场理论发电量。同时利用EMS系统的实际风电场功率数据对时间积分，计算风电场实际发电量。依据风电场理论发电量与实际发电量的差值，计算风电场弃风电量。电网调度部门与风电场运营公司可以根据该结果，评估电网调度方式与风电场运营管理方式的经济合理性，从而为优化电网调度方式和风电场运营管理方式提供依据。

主权项

1.基于风资源实时监测数据的弃风电量评估方法，其特征在于，包括以下步骤：1）对风电场历史输出功率与对应时间测风塔所测得不同高层的风速、近地面气温、气压资料进行分析和数据质量控制，并筛选出同一时段的风速、气温、气压、全场功率数据；2）根据理想气体状态方程，将测量风速修正为标准大气状态下的同等风速；风力发电机的输出功率可以表示为：其中，为通过风机叶片扫掠面积的风功率，为风机的风能利用系数，A为风机叶片扫掠面积，V为风速，为风轮直径，为空气密度；设测量风速为，标准大气状态下风机输出功率相等时风速为，则有：根据理想气体状态方程：其中P为空气压强，为空气密度，R为摩尔气体常数，M为平均摩尔质量，可得：其中，、、分别为标准状态下大气密度、温度以及压强；3）对功率数据按照不同风速区间剔除奇异点，并运用统计方法分析风速与功率间的关系，得到风电场实际平均功率曲线；在数据采集过程中，由于仪器临时故障、外界干扰等原因，有时会出现异常数据，也叫做奇异点；使用以标准差为阈值的方法剔除风速-功率数据的奇异点，具体步骤如下：设测风塔风速数据和风电场功率数据序列分别为、，，按0.5m/s风速间隔对以及对应的进行分类分析，得到以下数据集合：，j=1,2…60对每个集合，分别计算功率的平均值及标准差：，其中为的样本数，将超出区间的数据剔除出样本集，再次计算每个集合的功率平均值，就得到风电场实际平均功率曲线；，其中, j=1,2…605）将测风塔实时测量风速带入实际功率曲线，得到风电场理论出力；计算风电场出力的时间积分，即得风电场一段时间内的理论发电量：其中，为理论发电量，t₀为初始时刻，T为积分时间，为实际平均功率；6）由EMS系统得到风电场的实际发电功率，计算风电场实际发电功率的时间积分，即得风电场一段时间内的实际发电量；将这段时间的理论发电量减去实际发电量，即为风电场弃风电量：其中，为实际平均功率，P_EMS为风电场的实际发电功率。