[发明专利]一种风电场可用惯量评估方法

权利要求书

1.一种风电场可用惯量评估方法，其特征是，包括：

基于物理因素影响下风场平均风速的时空分布特性，并利用混合Copula函数，构建大气湍流影响下的瞬时风速条件概率分布模型；

通过对尾流效应、风剪切效应和时延效应三类物理影响因素进行分析获得风能在风场的位置分布和时间变化特性，进而利用Copula函数在相关性分析中的优势，构建大气湍流影响下的短时风速条件概率分布模型；

以双馈风电机组虚拟惯量控制下的运行方式建立风机可用惯性动能和惯性功率增量的估算模型，并额外考虑实际运行中风场各风机的运行工况，得到基于一定置信度下全风场的可用惯量的区间评估曲线。

2.如权利要求1所述的一种风电场可用惯量评估方法，其特征是，获取风场秒级风速、湍流强度和平均风速的数据样本，利用核密度估计法建立各变量的边缘分布函数，选择合适的Copula函数，通过极大似然估计法对相关参数进行估计，求得三元联合分布函数。

3.如权利要求1所述的一种风电场可用惯量评估方法，其特征是，全风况下按风电机组捕获有功功率和转子转速情况可分为启动区、最大功率跟踪区、恒转速区、恒功率区和切出风速区。

4.如权利要求1所述的一种风电场可用惯量评估方法，其特征是，将风机的可用惯量从能量和功率两个方面分为存储在风机上的可用惯性动能和惯性响应中惯性动能提供的可用惯性功率增量。

5.如权利要求4所述的一种风电场可用惯量评估方法，其特征是，可用惯量评估算法按风机故障情况和所处风速分区情况将风场内的单台风机的可用惯量可分为三种状态，分别为无可用惯量、恒定可用惯量和变化可用惯量；

无可用惯量和恒定可用惯量状态均以单个概率值表示，变化可用惯量状态通过连续的概率密度函数表示风机可用变量的分布情况。

6.如权利要求1所述的一种风电场可用惯量评估方法，其特征是，评估方法中，假定风场内各风机间仅存在尾流效应影响下的风速联系，对于风速分布已知情况下，在算法的区间估计时各风机可用惯量按独立随机变量处理；

全风场的可用惯量置信区间的获取步骤如下：

Step1:按风机的可用惯量评估方法分别获得风电场实时运行时每台风电机组可用转子惯性动能的概率密度函数f(E)和可用惯性功率增量的概率密度函数f(P)；

Step2:对f(E)和f(P)积分获得可用转子惯性动能的概率分布函数φ(E)和可用惯性功率增量的概率分布函数φ(P)；

Step3:采用二分查找-数值积分法求取可用惯量分布函数在和概率值处风机j对应的惯量值，即分别获得各风机j在置信度α下的可用惯量的置信区间；

Step4:风场各风机可用惯量叠加求得全风场的可用惯量的置信区间。

7.一种风电场可用惯量评估系统，其特征是，包括：

分布模型建立模块，基于物理因素影响下风场平均风速的时空分布特性，并利用混合Copula函数，构建大气湍流影响下的瞬时风速条件概率分布模型；

所述分布模型建立模块通过对尾流效应、风剪切效应和时延效应三类物理影响因素进行分析获得风能在风场的位置分布和时间变化特性，进而利用Copula函数在相关性分析中的优势，构建大气湍流影响下的短时风速条件概率分布模型；

求解模块，以双馈风电机组虚拟惯量控制下的运行方式建立风机可用惯性动能和惯性功率增量的估算模型，并额外考虑实际运行中风场各风机的运行工况，得到基于一定置信度下全风场的可用惯量的区间评估曲线。