[发明专利]一种基于机组相关性的风电场功率波动频谱预测模型

摘要

本发明公开了一种基于机组相关性的风电场功率波动频谱预测模型，包括如下步骤：确定风力机惯性时间；基于瞬时状态下能量守恒方程，利用阶跃函数、格林函数和傅立叶变换，求解单机组输出功率的功率谱密度和速度功率谱密度函数之间传递函数；测量风力机轮毂高度风电场来流特性，参考尾流预测模型，基于风电场来流，预测下游风力机来流情况；基于冯·卡门湍流模型，联立传递函数，共同建立单机组输出功率的功率谱密度模型；求解多机组间的协功率谱密度，进而和各单机组输出功率的功率谱密度叠加，求得风电场输出功率的功率谱密度模型。本发明揭示和预测风电场机组输出功率波动的内在规律，对于风力机电机控制器的优化设计和风电并网调节极具意义。

主权项

1.一种基于机组相关性的风电场功率波动频谱预测模型，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于风力机组结构参数及发电机性能，确定风力机惯性时间；步骤2：对风、风轮和发电机系统三者组成的控制单元进行能量守恒分析，基于瞬时状态下风能、风力机系统动能和电能之间的能量守恒方程，利用阶跃函数、格林函数和傅立叶变换，求解得到单机组输出功率的功率谱密度和速度功率谱密度之间传递函数及传递函数的功率谱密度；步骤3：测量风力机轮毂高度风电场来流，即第一排风力机来流平均速度U0，湍流强度I0和湍流积分时间T0，基于风电场来流，预测下游第j排风力机轮毂高度来流平均速度Uj‑1，湍流强度Ij‑1和湍流积分时间Tj‑1；步骤4：基于冯·卡门模型，联立步骤2所述的传递函数，共同建立单机组输出功率的功率谱密度模型；步骤5：基于机组相关性，求解多机组间的协功率谱密度，进而和步骤4中各单机组输出功率的功率谱密度叠加，求得风电场输出功率的功率谱密度模型。