一種預測規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線的方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種預測規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線的方法，其特點是：包括數據獲取及處理、風電場群匯聚效應演變建模和規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線預測等步驟，通過建立風電場群持續(xù)功率曲線隨總裝機容量增加而變化的演進模型，揭示了風電場群生成過程中持續(xù)功率曲線的演變規(guī)律；實現了利用在役風電場群持續(xù)功率曲線對規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線的預測，把握了風電的電源特性，優(yōu)化含大規(guī)模風電集中接入的輸電網擴展規(guī)劃的經濟性。具有方法科學、合理，簡單、實用等優(yōu)點。
【專利說明】-種預測規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統中的輸電網規(guī)劃領域與新能源利用領域，是一種預測規(guī)劃目 標年風電場群持續(xù)功率曲線的方法。

【背景技術】
[0002] 風能是目前最具大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)潛力的非水電可再生能源，我國風能主要開發(fā) 利用模式為"連片開發(fā)，集中外送"。風電是具有間歇性、隨機性的低能量密度電源，若按風 電場群總裝機容量規(guī)劃輸電容量，會導致輸電資產利用率低下。迄今為止，尚未見有關本發(fā) 明預測規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線方法的文獻報道和實際應用。
[0003] 本發(fā)明提出用風電場群持續(xù)功率曲線來表征風電功率的波動特性。
[0004] 規(guī)劃目標年風電場群可劃分為當前在役風電場和待建風電場，規(guī)劃目標年的風電 場群是由在役風電場群漸次演進而成。
[0005] 本發(fā)明提出了在役風電場持續(xù)功率曲線的構建方法，揭示了風電場群演進過程中 持續(xù)功率曲線的演變規(guī)律，建立了預測規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線的方法。


【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種預測規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線的方法，這種方 法能夠揭示風電場群生成過程中持續(xù)功率曲線的演變規(guī)律；通過建立風電場群持續(xù)功率曲 線隨總裝機容量增加而變化的演進模型，實現了利用在役風電場群持續(xù)功率曲線對規(guī)劃目 標年風電場群持續(xù)功率曲線的預測，其方法科學、合理，簡單、實用。
[0007] 本發(fā)明的目的是由以下技術方案來實現的，一種預測規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功 率曲線的方法，其特征在于，它包括以下步驟：
[0008] 1)數據獲取及處理
[0009] ①風電場群的定義及數據
[0010] 已投入運行的n個風電場的功率匯聚后接入輸電網，n個風電場中的多個風電場 構成風電場群，風電場群包括2至n個風電場，
[0011] 已知所述n個風電場中各風電場i全年的風電功率數據Pi (tk)，tk表示第k個時 亥11，1^=1^"，8760，(4)表示風電場1在4時刻的輸出功率，1 = 1，"％11;
[0012] ②風電場的持續(xù)功率曲線
[0013] 將風電場i全年的輸出功率按照降序排列，得到該風電場的持續(xù)功率曲線 Pdmih，Si)，Si為風電場i的總裝機容量，dur表示持續(xù)，t表示時點，t = 1，…，8760， i (tk，SD為風電場i第k個時點的持續(xù)風電功率值；
[0014] ③風電場群匯聚效應的演變
[0015] 風電場i是所述n個風電場中的任意1個風電場，風電場j是所述n個風電場中 除風電場i之外的任意1個風電場，j = 1，--?，!!,且j尹i,其總裝機容量之和為Si+j,計算 tk時刻2個風電場總功率P i+j(tk) = Piaj+PjUk)，Pi(tk)為tk時刻風電場i的輸出功率， Pj-Uk)為tk時亥IJ風電場j的輸出功率，Pi+J(tk)為t k時亥IJ風電場i與風電場j輸出功率的 和，由Pi+j(tk)計算2個風電場的持續(xù)功率曲線Pdm，i+j(t, Si+j)，t表示時點，t = 1，…，8760, 累次運用此計算，分別得到由2個、…，n個風電場構成的不同規(guī)模風電場群的以裝機容量 為參量的持續(xù)功率曲線，這一族曲線反映了風電場群逐次生成時匯聚效應的演變；
[0016] 2)風電場群匯聚效應演變建模
[0017] 任意指定n個風電場中的1個作為開始匯聚的第1個風電場，其持續(xù)功率曲 線記作(t，S ls)，所述逐次生成的不同規(guī)模風電場群的持續(xù)功率曲線分別記作： Pdum (t，S2S)，…，Pto，nS (t，snS)，其中，Sis表示所指定的第1個風電場的裝機容量， S2 s，…，SnS分別表示逐次生成的風電場群裝機容量，t表示時點，t = 1，…，8760 ;
[0018] 對于任意時點tk，將n個持續(xù)功率曲線的功率值？_11；(4,5 11；)，？_21；(4,521；)，-" ，Pdur，nE (4, SnE)與相應的n個裝機容量擬合，得到該時點持續(xù)功率與裝機容量的擬合函數：
[0019]

【權利要求】
1. 一種預測規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線的方法，其特征在于，它包括以下步 驟： 1) 數據獲取及處理 ① 風電場群的定義及數據 已投入運行的n個風電場的功率匯聚后接入輸電網，n個風電場中的多個風電場構成 風電場群，風電場群包括2至n個風電場， 已知所述n個風電場中各風電場i全年的風電功率數據Pi (tk)，tk表示第k個時刻，k =1^"，8760，？1(以表示風電場1在4時刻的輸出功率，1 = 1，"、11; ② 風電場的持續(xù)功率曲線 將風電場i全年的輸出功率按照降序排列，得到該風電場的持續(xù)功率曲線PduU(LSi), Si為風電場i的總裝機容量，dur表示持續(xù)，t表示時點，t = 1，…，8760, Pdui^i (tk, Si)為風 電場i第k個時點的持續(xù)風電功率值； ③ 風電場群匯聚效應的演變 風電場i是所述n個風電場中的任意1個風電場，風電場j是所述n個風電場中除風 電場i之外的任意1個風電場，j = 1，--?，]!,且j尹i,其總裝機容量之和為Si+j,計算tk時 亥1]2個風電場總功率？1+』(4)=?1(4)+?』(4)#(以為4時刻風電場1的輸出功率七_匕） 為tk時刻風電場j的輸出功率，Pi+j(tk)為tk時刻風電場i與風電場j輸出功率的和，由 Pi+j(tk)計算2個風電場的持續(xù)功率曲線Pdur，i+j(t, Si+j)，t表示時點，t = 1，…，8760,累次 運用此計算，分別得到由2個、…，n個風電場構成的不同規(guī)模風電場群的以裝機容量為參 量的持續(xù)功率曲線，這一族曲線反映了風電場群逐次生成時匯聚效應的演變； 2) 風電場群匯聚效應演變建模 任意指定n個風電場中的1個作為開始匯聚的第1個風電場，其持續(xù)功率曲線 記作：P_1E (t，Sls)，所述逐次生成的不同規(guī)模風電場群的持續(xù)功率曲線分別記作： Pdu^ (t，s2S)，…，Pto，nS (t，SnS)，其中，Sis表示所指定的第1個風電場的裝機容量， S2 s，…，Sns分別表示逐次生成的風電場群裝機容量，t表示時點，t = 1，…，8760 ; 對于任意時點tk，將n個持續(xù)功率曲線的功率值？_11；(4,511；)，？_ 21；(4,521；)，-" ，Pdur，nE (A，SnE)與相應的n個裝機容量擬合，得到該時點持續(xù)功率與裝機容量的擬合函數： (fk 5 ) = atkX + ^tk ⑴ atk，btk分別為tk時點風電功率-裝機容量關系的擬合系數，t k = 1，2,…，8760， Pto，n E (tk，Sns)表示裝機容量為Sns的風電場群tk時點的持續(xù)風電功率值； 3) 規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線預測 獲取規(guī)劃目標年風電場群功率波動特性是風電場群功率外送輸電網規(guī)劃的重要條件， 由電源規(guī)劃可知規(guī)劃目標年風電場群，規(guī)劃目標年風電場群包括現已運行和待建風電場的 總裝機容量； 若規(guī)劃目標年風電場群總裝機容量為Sms (Sms >SnS)，則由（2)式可計算規(guī)劃目標年風 電場群的持續(xù)功率曲線，即 PdurjIiiE (t, SmE) - {Pdur，mS (1，SmS)，Pdur，mS (2, SmS)，…，Pdur，mS (8760, SmS)} (2) 其中，m表示規(guī)劃目標年風電場總數，Sms表示規(guī)劃目標年m個風電場的總裝機 容量，n表示已投入運行的風電場總數，Sns表示已投運的n個風電場的總裝機容量， Pto,w (1，SmS)，Pdur,(2, SmS)，…，Pdur,(8760, Sms)分別表示規(guī)劃目標年第 1，2,…，8760 個時點m個風電場總的持續(xù)風電功率值，t表示時點，t = 1，…，8760,從而通過構建風電場 群匯聚演變模型獲得規(guī)劃目標年風電場群持續(xù)功率曲線。
【文檔編號】G06Q50/06GK104331748SQ201410577870
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權日:2014年10月23日
【發(fā)明者】穆鋼, 肖白, 嚴干貴, 楊林, 張澎 申請人:東北電力大學