[发明专利]风电场发电功率的计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统规划领域，尤其针对大规模风电场(30MW及以上)理论可发电功率的计算方法，以计算风电场在自然状态下的发电量。

背景技术

近年来，我国在一系列政策的推动下，风电产业快速发展。预计到2015年，我国并网运行的风电装机容量达到1亿千瓦。但受电网输送能力和风电消纳能力等因素限制，实际风电并网运行工程中存在明显的限电情况。目前，很多电厂的弃风量是按照风机的理论年发电量笼统计算得出或者采用常规的功率扩大法得出，这与实际的弃风电量有很大的差别。

针对我国特有的风电发展模式，已有的风电发电量估算方法精度较低。由于估算弃风量与实际弃风量误差较大，就无法为风电集群控制、调度运行提供重要的参考信息，不利于风电产业的健康发展。

发明内容

综上所述，确有必要提供一种符合我国风电发展模式，并且能够精确估算风电场发电功率的计算方法。

一种风电场发电功率的计算方法，包括以下步骤：步骤S10，对所有标杆风机的功率序列进行基于经验正交函数分解，得到空间向量V_k；步骤S20，对空间向量V_k还原得到各标杆风机的典型功率序列；步骤S30，按照对应馈线上的开机数对各标杆风机典型功率进行比例放大，得到标杆风机所在馈线总的功率P_总；步骤S40，对所有标杆风机进行叠加得到整个风电场的功率。

相对于现有技术，本发明提供的风电场发电功率的计算方法，利用EOF分解挖掘各标杆风机的共性与特性，能够克服现有风电场发电功率计算方法误差过大的不足，精确估算风电场理论发电量，为评估计算限电或检修经济损失提供了重要参考依据。

附图说明

图1为本发明提供的基于EOF分解的风电场发电功率计算方法的流程图。

具体实施方式

下面根据说明书附图并结合具体实施例对本发明的技术方案进一步详细表述。

请参阅图1，本发明提供的基于经验正交函数分解(Empirical Orthogonal Function，简称EOF)的风电场发电功率计算方法，包括以下步骤：

步骤S10，对所有标杆风机的功率序列进行EOF分解，得到空间向量V_k；

步骤S20，基于EOF分解的空间向量V_k还原得到各标杆风机的典型功率序列；

步骤S30，按照对应馈线上的开机数对各标杆风机典型功率进行比例放大，得到标杆风机所在馈线总的功率P_总；

步骤S40，对所有标杆风机进行叠加得到整个风电场的功率。

在步骤S10中，以风电场标杆风机全年可用的功率数据为基础，设标杆风机数为m，每个标杆风机含有n个点的时间序列。根据EOF分解原理，将空间场抽象为一个m维随机变量X，得到容量为n的样本X₁，X₂，…，X_n，其中X_i(1≤i≤n)是m维向量，记为：

X_t＝(x_1t,x_2t,...,x_mt)^T,t＝1,2,...,n；(1)

根据EOF分解形式，式(1)可以表示为如下形式：

其中，V_k是m维待求空间向量，ε_t是与之对应的m维误差向量，α_k(t)是第k个空间向量V_k表示X_t时的权重系数，称为时间系数。

所述空间向量V_k的获取具体包括如下步骤：

步骤S11，获取单位相量V₁，使式：

X_t＝α₁(t)V₁+ε_t(3)的剩余误差平方和E₁最小，即有：

其中，或V₁^TX_t。且〈α₁(t)〉＝0，V₁^TV₁＝1，进一步可以得到：

其中，也即空间场的总方差VarX，它取决于研究的空间场，与V₁、α₁(t)无关。于是有：