[发明专利]一种用于计算风电场弃风电量的方法及系统

说明书

本发明提供一种用于计算风电场弃风电量的方法及系统，包括：基于机舱风速与风机出力确定机舱风速功率曲线；根据机舱风速功率曲线确定弃风时段；根据弃风时段的机舱风速与机舱风速功率曲线，得到弃风时段的风电机组理论功率；根据风电机组理论功率与弃风时段确定风电场弃风时段的理论电量；根据理论电量与实际电量得到弃风电量。本发明利用机舱风速功率曲线自动识别风电机组的正常运行时段与弃风时段，进而结合机舱风速自动计算弃风时段风电机组理论能产生的电量与实际电量的差来计算弃风电量从而有效提高弃风电量计算的智能性与科学性。

技术领域

本发明涉及可再生能源技术领域，具体涉及一种风电场弃风电量的计算方法及系统。

背景技术

风力发电作为清洁可再生能源，其发展有利于缓解全球能源危机与环境问题，近年来成为新的发展趋势。风电场有时由于调度限电和停机检修等原因限制出力，该现象一般称为“弃风”。

随着我国风电的快速发展，近年来风电场弃风现象较为严重，特别是风能资源较好的西北地区，造成了大量的电能损失。弃风时段，假设风电机组/风电场未限制出力，则应有的输出功率一般称为“理论功率”。评估弃风电量，必须依据理论功率，因而如何科学、准确地计算理论功率日益受到业内的关注。

理论功率的计算方法主要可分为三类：标杆风电机组法、测风塔数据法、机舱风速法。标杆风电机组法是在风电场挑选数台能全面代表风电场整体出力的风电机组，非弃风时段求解标杆风电机组与整个风电场出力的比例系数；弃风时段，标杆风电机组不受限，并根据标杆风电机组出力与比例系数计算整个风电场的理论功率。标杆风电机组法适用于地形简单、风电机组排布规则的风电场，对于复杂地形、风电机组不规则排布的风电场，理论功率计算精度有限。测风塔数据法：采用功率曲线、神经网络、物理方法等方法，在非弃风时段建立测风塔数据与风电场出力的映射关系；在弃风时段，基于测风塔测量数据与映射关系计算风电场的理论功率。该方法以整个风电场为对象，存在过度简化问题；此外，物理方法计算模型或参数一旦选取不当，计算结果易出现较大的系统性偏差。机舱风速法：以单台风电机组作为计算对象，针对每台风电机组，在非弃风时段建立机舱风速与风电机组出力的映射关系；在弃风时段，基于机舱风速计测量风速与映射关系计算每台风电机组的理论功率，再累加得到整个风电场的理论功率。该方法由于机舱风速计位于风电机组叶轮下风向，测量结果波动性较大，导致理论功率计算结果也波动较大。

此外，理论功率与弃风电量计算的难点之一是如何自动、准确区分正常运行时段与弃风时段。理论功率与弃风电量计算由于数据量大，要求实时输出结果，因而实际应用中多为系统自动计算，这就要求系统能自动区分风电机组和风电场的正常运行时段与弃风时段。然而，弃风有多种原因，如调度限出力、风电机组故障和检修、高风速下风电机组切出等，其中限出力多为人为指令，不易自动转化成数值信号。

现阶段已有的风电场理论功率与弃风电量计算方法，主要包括：基于测风塔和机舱风速计两种方式。

测风塔数据的优点是受风电场及其周边障碍物的影响较小，测量结果较为可靠；缺点是测风塔位置处的风速与风电机组位置处的风速并不相同，在地形复杂、距离较远的情况下甚至差异较大。如果以测风塔的测量结果代表整个风电场的风况，存在过度简化的问题；如果采用物理方法，通过大气流场模拟，将测风塔位置处的风速推算到每台风电机组，其计算难度较高，模型及参数设置稍有不当，都将导致计算结果出现系统性偏差。

机舱风速计的测量风速，优点是能够代表风电机组位置处的局地风况；缺点是由于其位于风电机组叶片下风向，风电机组叶片旋转对其影响较大，因而风速测量结果波动性较强，对理论功率计算结果的准确性影响较大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用于计算风电场弃风电量的方法及系统。

本发明提供了一种用于计算风电场弃风电量的方法，包括：