[发明专利]模型实时测定与历史标线结合的风电功率超短期预测装置

说明书

模型实时测定与历史标线结合的风电功率超短期预测装置，属于电气工程技术领域，由实时测定模型(1)、模型固定板(6)、输出数据总线(7)、数据线接头(8)、电源线(9)、电源线插头(10)、环境因子采集器(16)、固定螺栓(52)组成，其特征在于：所述的实时测定模型(1)前端叶轮(53)，风力感受钢片(21)为弹簧钢质，在叶轮轴(4)缠绕5‑10圈，风力感受器(19)感受到风力的大小并能够形成相应的数据信号，从数据线传输给数据整合器(14)进行数据整合，并与历史数据及该风力发电装置的数据比对，最终得到该风力发电装置风电功率的超短期预测结果。该装置制作简单，可操作性强，成本低廉，效果明显。

技术领域

本发明涉及一种模型实时测定与历史标线结合的风电功率超短期预测装置，属于电气工程技术领域。

背景技术

许多世纪以来，风力机同水力机械一样，作为动力源替代人力、畜力，对生产力的发展发挥过重要作用。近代机电动力的广泛应用以及二十世纪50年代中东油田的发现，使风力机的发展缓慢下来。70年代初期，由于“石油危机”，出现了能源紧张的问题，人们认识到常规矿物能源供应的不稳定性和有限性，于是寻求清洁的可再生能源遂成为现代世界的一个重要课题。风能作为可再生的、无污染的自然能源又重新引起人们的重视。风力发电机是将风能转换为机械能，机械能转换为电能的电力设备，利用的是自然能源，可视为备用电源，但是却可以长期利用。风力发电的原理是利用风力带动风车转子叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风力发电机技术，大约是每秒三公尺的微风速度，便可开始发电。风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行，我国也在西部地区大力提倡。风力发电机由机头、转体、尾翼、转子叶片组成，每一部分都很重要，各部分的功能为：转子叶片用来接受风力并通过机头转为电能；尾翼使转子叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。风力发电机因风量不稳定，故其输出的是13-25V变化的交流电，须经充电器整流，再对蓄电瓶充电，使风力发电机产生的电能变成化学能，然后用有保护电路的逆变电源，把电瓶里的化学能转变成交流220V市电，才能保证稳定使用。随着风电并网规模的快速扩大，风电的不确定性对电力系统和电力市场的稳定性、充裕性及经济性的影响日益显著，故及时准确地预测风电功率动态的意义重大。风电功率预测是根据风速和相关因素的历史数据和当前状态，定性或定量地推测其此后的演化过程。目前定性方法主要依靠专家经验来判断其变化趋势；定量方法则需要建立数学模型来反映风电功率与相关因素的关系，外推风电功率值，前者由于受个人经验的限制，可信度不是太大，后者则需要获取相关因素的历史数据和实测数据，但是，截止目前，还没有实测数据和历史数据直接关联的相关设备。风电功率预测按照时间尺度可分为中长期、短期和超短期预测。超短期预测有助于优化调频及旋转备用容量，以及在线优化机组组合与经济负荷调度。超短期风电功率预测规范规定为0-4小时，时间分辨率为15分钟。常用的超短期风电功率预测方法为时间序列法和人工神经网络法，但其误差，特别是最大误差难以掌控。因此，如何直观地实时显示风电功率预测数值、将最大误差便于操作人员掌控成为急需解决的一大难题，所以利用按比例缩小的风力发电装置模型，实时测定影响风电功率各种因素并对测定的数据及时整合，与各因素历史数据形成的标准曲形在芯片中进行比对，进而得出风力发电装置实时的超短期风电功率演化趋势，为操作人员提供一个直观的预测数值，以便后期对最大误差进行掌控，发明一种模型实时测定与历史标线结合的风电功率超短期预测装置是必要的。

发明内容