[发明专利]用于预测风场中的风机的输出功率的方法和装置

说明书

本发明的各实施方式提供了用于预测风场中的风机的输出功率的方法和装置。具体地，在本发明的一个实施方式中，提供了一种用于预测风场中的多个风机的输出功率的方法，包括：基于风场中的多个风机处的历史气象信息的相似性，将风场中的多个风机划分为至少一个分组；从至少一个分组中的分组中选择代表风机；从代表风机处的至少一个数据传感器获取测量值；以及基于测量值来预测风场中的多个风机的输出功率。在本发明的一个实施方式中，还提供了一种用于预测风场中的多个风机的输出功率的装置。采用本发明的方法和装置，可以大大降低在风场中部署各种传感器的成本。进一步，采用本发明的方法和装置，还可以提高预测的准确性。

技术领域

本发明的各实施方式涉及功率预测，更具体地，涉及用于预测风场(wind farm)中的风机(wind turbine)的输出功率的方法和装置。

背景技术

风能是一种清洁、无污染并且可再生的能源，因而在全球范围的新能源建设中，风力发电的地位变得越来越重要。由于风机的输出功率将会受到诸多因素的制约，因而通常难以准确预测风场中各个风机的输出功率。另外，风机的输出功率通常具有非线性、变化快、不可控等特点，因而风场向主干电网的输出功率容易出现波动。

风机的输出功率通常依赖于风场当地的气象要素，并且风场通常地处偏远地区，而由气象局提供的气象数据通常不能覆盖风场的周边环境。另外，风场处的气象要素还会受到其他条件的制约(例如，风场内局部地形起伏或者风机本身转动对于气流的影响，等)，即使由气象局提供了风场区域的天气预报，该天气预报也并不能完全准确地反映风场处的气象条件。

目前已经提出了通过向风场中的多个风机处部署传感器，并且利用由这些传感器所采集到的样本数据来估算风场中风机的整体输出功率的技术方案，然而该技术方案仍然存在诸多缺陷。一方面，部署传感器需要导致大量的人力、物力和时间成本；另一方面，由于风场中的风机的工作状态可能存在较大差异，因而基于样本数据预测的整体输出功率可能会存在较大的误差。

功率预测中的误差一方面会造成电场的总体输出功率不稳定，与发电计划偏差较大，并对主干电网的造成冲击，另一方面，还会因为电场的输出功率没有满足预期数值而导致电场受到诸如罚款等惩罚性措施的制裁。因而，如何准确地预测风场中风机(例如，部分或者全部风机)在特定时段内的输出功率，已经成为目前的一个研究热点。

发明内容

鉴于现有技术中的问题和不足，期望开发出一种能够基于风场中的风机中的相似性来预测风场中风机的输出功率的技术方案，期望该技术方案能够充分考虑风场中各个风机处的气象信息的相似性，并且利用这些相似性来减少功率预测中所需要的传感器的种类和数量。进一步，还期望可以基于各个相似风机的输出功率等属性来调整功率预测模型，以便更准确地预测风场中风机的输出功率。为此，本发明的各实施方式提供了用于预测风场中的风机的输出功率的方法和装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于预测风场中的多个风机的输出功率的方法，包括：基于风场中的多个风机处的历史气象信息的相似性，将风场中的多个风机划分为至少一个分组；从至少一个分组中的分组中选择代表风机；从代表风机处的至少一个数据传感器获取测量值；以及基于测量值来预测风场中的多个风机的输出功率。

根据本发明的一个方面，基于风场中的多个风机处的历史气象信息的相似性，将风场中的多个风机划分为至少一个分组进一步包括：在至少一个分组的一个分组中，响应于预定比例的风机不满足分组规则，调整至少一个分组。

根据本发明的一个方面，基于测量值来预测风场中的多个风机的输出功率包括：基于测量值来预测多个代表风机的输出功率；以及基于多个代表风机的输出功率来计算风场中的多个风机的输出功率。