一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法，該方法包括以下步驟：I、劃分風(fēng)電機(jī)組，選定樣本機(jī)組；II、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立所述樣本機(jī)組輸入風(fēng)速-功率統(tǒng)計(jì)模型；III、查找非樣本機(jī)組的棄風(fēng)功率數(shù)據(jù)點(diǎn)；IV、獲得所述風(fēng)電機(jī)組的棄風(fēng)電量；V、獲得所述風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)電量。該方法基于風(fēng)電場(chǎng)SCADA系統(tǒng)的記錄數(shù)據(jù)，提出風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量的評(píng)估方法，為調(diào)度部門對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的管理提供依據(jù)，為風(fēng)電場(chǎng)及電力設(shè)施的規(guī)劃提供參考。
【專利說(shuō)明】一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新能源發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，具體講涉及一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》，2015年我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量將達(dá)I億kW，2020年將超過(guò)2億kW。風(fēng)電的接入和消納成為我國(guó)電網(wǎng)面臨的重要問(wèn)題之一。為了引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)合理發(fā)展，我國(guó)能源局下發(fā)關(guān)于規(guī)范風(fēng)電開(kāi)發(fā)建設(shè)管理有關(guān)要求的通知(國(guó)能新能[2012]47號(hào))，指出“棄風(fēng)率超過(guò)20%的地區(qū)，不安排新的風(fēng)電建設(shè)項(xiàng)目”。
[0003]風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)的主要原因包括:(I)系統(tǒng)調(diào)峰能力不足，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)電功率大于負(fù)荷需求時(shí)，系統(tǒng)將降低電源出力，當(dāng)常規(guī)電源可降低容量不足時(shí)，風(fēng)電場(chǎng)出力將受到限制；
(2)輸/配電線路阻塞，由于本地消納能力有限，風(fēng)電場(chǎng)通常需要向外部輸送功率，受到并網(wǎng)通道容量限制，風(fēng)電場(chǎng)不能按額定功率出力。
[0004]棄風(fēng)現(xiàn)象源于風(fēng)電與電網(wǎng)的不協(xié)調(diào)發(fā)展，為提高風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃和運(yùn)行管理水平，提高風(fēng)能的利用率，需要建立風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)功率或電量的評(píng)估方法。在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《風(fēng)電場(chǎng)理論發(fā)電量與棄風(fēng)電量評(píng)估導(dǎo)則》中給出了理論發(fā)電量的計(jì)算方法，其基本思想是通過(guò)測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速外推風(fēng)機(jī)機(jī)頭風(fēng)速，進(jìn)而由風(fēng)機(jī)特性功率曲線得到風(fēng)機(jī)理論功率和理論發(fā)電量。2012年12月，國(guó)家電力監(jiān)管委員會(huì)發(fā)布了《風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量計(jì)算辦法(試行)》，該方法以樣板機(jī)為基礎(chǔ)進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際電量的折算，但該方法獲得的數(shù)據(jù)誤差較大，無(wú)法更精確地獲得風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量。
[0005]目前，仍沒(méi)有對(duì)風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量進(jìn)行評(píng)估的有效方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法，該方法基于風(fēng)電場(chǎng)SCADA系統(tǒng)的記錄數(shù)據(jù)，提出風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量的評(píng)估方法，為調(diào)度部門對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的管理提供依據(jù)，為風(fēng)電場(chǎng)及電力設(shè)施的規(guī)劃提供參考。
[0007]實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的解決方案為:
[0008]一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法，其改進(jìn)之處在于:所述方法包括以下步驟:
[0009]1、劃分風(fēng)電機(jī)組，選定樣本機(jī)組；
[0010]I1、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立所述樣本機(jī)組輸入風(fēng)速-功率統(tǒng)計(jì)模型；
[0011]II1、查找非樣本機(jī)組的棄風(fēng)功率數(shù)據(jù)點(diǎn)；
[0012]IV、獲得所述風(fēng)電機(jī)組的棄風(fēng)電量；
[0013]V、獲得所述風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)電量。
[0014]進(jìn)一步的，所述步驟I中，根據(jù)所述風(fēng)電場(chǎng)盛行風(fēng)向、風(fēng)電機(jī)組的地理位勢(shì)及機(jī)組類型將風(fēng)電場(chǎng)劃分為若干個(gè)子風(fēng)電場(chǎng)，子風(fēng)電場(chǎng)中選取一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組作為樣本機(jī)組；[0015]所述樣本機(jī)組需滿足:風(fēng)電機(jī)組自由運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，不對(duì)調(diào)度系統(tǒng)的棄風(fēng)命令進(jìn)行響應(yīng)；風(fēng)電機(jī)組故障率較低，具有長(zhǎng)期有效的歷史記錄數(shù)據(jù)；代表同類型機(jī)組的出力特性。
[0016]進(jìn)一步的，所述步驟II包括:
[0017]S201、收集樣本機(jī)組的歷史數(shù)據(jù)；
[0018]S202、以樣本機(jī)組歷時(shí)一段時(shí)間內(nèi)的風(fēng)速-出力數(shù)據(jù)為樣本，去除非正常工作數(shù)據(jù)點(diǎn)；
[0019]S203、以一定的風(fēng)速范圍對(duì)切入和切出風(fēng)速區(qū)間進(jìn)行劃分；
[0020]S204、獲得風(fēng)速區(qū)間內(nèi)樣本機(jī)組出力的樣本集[V1, V2]: {p1； p2)...pj ；
[0021]S205、根據(jù)所述樣本集獲得所述樣本機(jī)組在相應(yīng)風(fēng)速區(qū)間出力的樣本均值，估計(jì)
為樣本機(jī)組出力的期望值
【權(quán)利要求】
1.一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 1.劃分風(fēng)電機(jī)組，選定樣本機(jī)組； I1、根據(jù)歷史數(shù)據(jù)建立所述樣本機(jī)組輸入風(fēng)速-功率統(tǒng)計(jì)模型； II1、查找非樣本機(jī)組的棄風(fēng)功率數(shù)據(jù)點(diǎn)； IV、獲得所述風(fēng)電機(jī)組的棄風(fēng)電量； V、獲得所述風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)電量。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法，其特征在于:所述步驟I中，根據(jù)所述風(fēng)電場(chǎng)盛行風(fēng)向、風(fēng)電機(jī)組的地理位勢(shì)及機(jī)組類型將風(fēng)電場(chǎng)劃分為若干個(gè)子風(fēng)電場(chǎng)，子風(fēng)電場(chǎng)中選取一臺(tái)風(fēng)電機(jī)組作為樣本機(jī)組； 所述樣本機(jī)組需滿足:風(fēng)電機(jī)組自由運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，不對(duì)調(diào)度系統(tǒng)的棄風(fēng)命令進(jìn)行響應(yīng)；風(fēng)電機(jī)組故障率較低，具有長(zhǎng)期有效的歷史記錄數(shù)據(jù)；代表同類型機(jī)組的出力特性。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法，其特征在于:所述步驟II包括: 5201、收集樣本機(jī)組的歷史數(shù)據(jù)； 5202、以樣本機(jī)組歷時(shí)一段時(shí)間內(nèi)的風(fēng)速-出力數(shù)據(jù)為樣本，去除非正常工作數(shù)據(jù)點(diǎn)； 5203、以一定的風(fēng)速范圍.對(duì)切入和切出風(fēng)速區(qū)間進(jìn)行劃分； 5204、獲得風(fēng)速區(qū)間內(nèi)樣本機(jī)組出力的樣本集[V1,V2]: {Pl, p2,...pj ； 5205、根據(jù)所述樣本集獲得所述樣本機(jī)組在相應(yīng)風(fēng)速區(qū)間出力的樣本均值，估計(jì)為樣本機(jī)組出力的期望值P = -YjPiK)};

n 1-1 根據(jù)所述樣本集獲得所述樣本機(jī)組在相應(yīng)風(fēng)速區(qū)間出力的樣本標(biāo)準(zhǔn)差，估計(jì)為樣本機(jī)組出力的標(biāo)準(zhǔn)差S = J-^- Σ ^ - P〒^ aiP^V^)}., 5206、設(shè)定置信度，獲得出力均值期望的置信區(qū)間； 5207、以所述置信區(qū)間上限為所述樣本機(jī)組理論出力的樂(lè)觀估計(jì)P以所述置信區(qū)間下限為理論出力的保守估計(jì)d.? 5208、考察風(fēng)速區(qū)間[V1,V2]內(nèi)的出力樣本，以大于功率值？?的出力樣本為某一比例值為條件，獲得所述功率值Ρα，以Pa作為風(fēng)電機(jī)組棄風(fēng)判據(jù)出力，= P所述比例值根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定； 5209、依次獲得不同風(fēng)速區(qū)間樣本機(jī)組出力的理論出力區(qū)間及棄風(fēng)判據(jù)出力，建立樣本風(fēng)機(jī)輸入風(fēng)速-出力記錄數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)模型。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法，其特征在于:所述步驟III包括:考察非樣本機(jī)組風(fēng)速-出力數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)樣本機(jī)組統(tǒng)計(jì)得到的棄風(fēng)判據(jù)出力，依次比對(duì)風(fēng)速區(qū)間范圍內(nèi)的記錄出力和棄風(fēng)判據(jù)出力，若數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄出力小于棄風(fēng)判據(jù)出力，則所述數(shù)據(jù)點(diǎn)為棄風(fēng)數(shù)據(jù)點(diǎn)；否則判斷下一個(gè)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法，其特征在于:所述步驟IV包括:獲得棄風(fēng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄出力與對(duì)應(yīng)的理論出力的差值作為風(fēng)電機(jī)組的棄風(fēng)功率Ape ;對(duì)棄風(fēng)功率求和，所述棄風(fēng)功率和值與數(shù)據(jù)記錄周期Ts的乘積為所述風(fēng)電機(jī)組的棄風(fēng)電量AEe = Τ3Σ Ape。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于統(tǒng)計(jì)模型的風(fēng)電場(chǎng)棄風(fēng)電量確定方法，其特征在于:對(duì)所述步驟IV中的風(fēng)電機(jī)組.的棄風(fēng)電量求和獲得所述風(fēng)電場(chǎng)的棄風(fēng)電量。
【文檔編號(hào)】H02J3/38GK103475021SQ201310370159
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】田立亭, 李建林, 靳文濤, 惠東, 張明霞, 汪奐伶 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 中國(guó)電力科學(xué)研究院