一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于建模方法技術領域且公開了一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法，提出了風電場建模方法建立風電場隨機模型，對風電場運行特性進行仿真，為實現(xiàn)大規(guī)模風力發(fā)電的可預測、可控制目標服務，通過對風電場等值模型與詳細模型的仿真比較，驗證建模方法的合理性，并得出在研究風電場動態(tài)特性及其對電網(wǎng)影響時應考慮風速、風向的隨機波動建立風電場模型。本發(fā)明能夠隨機調(diào)節(jié)波動風速、風向可預測角度，提高了風速波動建模方法。
【專利說明】
一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法
技術領域
[0001]本發(fā)明具體涉及一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法，屬于建模方法技術領域。
【背景技術】
[0002]在可再生能源快速發(fā)展的大背景下，風力發(fā)電在電力系統(tǒng)中的比重逐漸加大，風電的接入給電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運行帶來了重要影響。風速的隨機波動性本身對電力系統(tǒng)的運行帶來沖擊和影響，是一項不確定因素;另外風電的接入增加了系統(tǒng)節(jié)點電壓、頻率和支路潮流的隨機波動性。因此建立真實的風速變化模型，確定其變化規(guī)律，是研究含風電的電力系統(tǒng)動態(tài)特性的重要前提。
[0003]目前國內(nèi)外學者已經(jīng)提出了一系列的風速建模方法，但整體上分為兩大類:概率分布模型和時間序列模型。風速概率分布通常有Rayleigh或Weibull函數(shù)擬合，可以反映風速長時間的概率分布特性，常用來作為風能資源統(tǒng)計特性的指標。有些研究從風速功率譜密度的角度出發(fā)，將風速序列看作是白噪聲序列通過整形濾波器的輸出。另外一些通過擬合風速分布的參數(shù)來獲得風速模型。然而風速的波動是影響含風電的電力系統(tǒng)運行情況的關鍵，概率分布無法反映風速的動態(tài)變化規(guī)律，因此也就不適用于對風電系統(tǒng)的動態(tài)運行和控制的仿真研究。一般意義上的時間序列模型可在一定時間尺度上反映特定區(qū)域的風速變化規(guī)律。現(xiàn)有的針對時間序列模型的研究一般以單一時間尺度為立足點建立時間序列模型，并仿真得到可以反映該時間尺度統(tǒng)計特性的風速序列。一些研究針對風速隨機變化的特性，用自回歸滑動平均方法建立了滿足一定功率譜密度特性的風速模型。另有一些考慮了風速和風向在時間和空間上具有相關性，將風速和風向兩個時間序列轉(zhuǎn)化為包括風速和風向兩變量的風向量時間序列。這些模型較好地模擬了風速變化的頻率特性，但由于他們都以恒定的平均風速常量作為低頻分量，在對應的單一時間尺度內(nèi)，風速趨勢相對單一不變，無法反映風速變化的各種趨勢，更無法體現(xiàn)風速在中小時間尺度上的統(tǒng)計特性，為此，我們提出一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題克服現(xiàn)有的缺陷，提供一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法，明能夠隨機調(diào)節(jié)波動風速、風向可預測角度，提高了風速波動建模方法，可以有效解決【背景技術】中的問題。
[0005 ]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了如下的技術方案:
[0006]本發(fā)明提供一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法，具體步驟如下:
[0007]步驟一:首先使風電場呈矩形布置。
[0008]步驟二:矩形布置的風電場內(nèi)每行或每列機組的運行條件相同，把自然風速作為與風向垂直的第一排風電機組的輸入風速，然后乘上一個小于I的尾流系數(shù)作為第二排風電機組的輸入風速，以此類推，得到相應的每排風電機組的輸入風速。
[0009]步驟三:把每排風電機組等值成單臺風電機組等值成單臺風電機組，用單臺或多臺等值風電機組模擬整個風電場。
[0010]本發(fā)明所達到的有益效果是:一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法，明能夠隨機調(diào)節(jié)波動風速、風向可預測角度，提高了風速波動建模方法。
【具體實施方式】
[0011]本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0012]實施例:本發(fā)明一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法，具體步驟如下:
[0013]步驟一:首先使風電場呈矩形布置。
[0014]步驟二:矩形布置的風電場內(nèi)每行或每列機組的運行條件相同，把自然風速作為與風向垂直的第一排風電機組的輸入風速，然后乘上一個小于I的尾流系數(shù)作為第二排風電機組的輸入風速，以此類推，得到相應的每排風電機組的輸入風速。
[0015]步驟三:把每排風電機組等值成單臺風電機組等值成單臺風電機組，用單臺或多臺等值風電機組模擬整個風電場。
[0016]需要說明的是，本發(fā)明為一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法，明能夠隨機調(diào)節(jié)波動風速、風向可預測角度，提高了風速波動建模方法。
[0017]最后應說明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種基于隨機偏微分方程的風速波動特性建模方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟一:首先使風電場呈矩形布置。 步驟二:矩形布置的風電場內(nèi)每行或每列機組的運行條件相同，把自然風速作為與風向垂直的第一排風電機組的輸入風速，然后乘上一個小于I的尾流系數(shù)作為第二排風電機組的輸入風速，以此類推，得到相應的每排風電機組的輸入風速。 步驟三:把每排風電機組等值成單臺風電機組等值成單臺風電機組，用單臺或多臺等值風電機組模擬整個風電場。
【文檔編號】G06F17/50GK105930547SQ201511004590
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2015年12月28日
【發(fā)明人】孔德斌, 張成學
【申請人】煙臺南山學院