[发明专利]一种风电一次调频潜力不确定性建模方法

说明书

本发明公开一种风电一次调频潜力不确定性建模方法，通过获取风机减载运行状态下历史转子转速、运行风速、桨距角和功率实测运行数据，然后对风机的风能利用系数模型参数辨识，通过历史风速预测序列结合风能利用系数模型计算风电参调频释放最大转子动能平均注入功率和一次调频平均注入功率的预测误差，并进行核密度估计得到二者的边缘分布，利用动态Copula函数建立预测误差之间联合分布模型，通过离散卷积法生成释放最大转子动能平均注入功率和一次调频平均注入功率之和的概率密度函数，最后计算不同置信水平下的不确定性区间。本发明可对风电调频潜力不确定性区间精细化建模，对合理优化系统调频资源和减少冗余备用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及电力系统频率稳定控制技术领域，尤其涉及一种风电一次调频 潜力不确定性建模方法。

背景技术

针对大规模风电接入引起系统等效转动惯量下降、系统频率稳定风险上升 的问题，为电力系统频率稳定控制带来了挑战。随着调频需求的多元化发展， 合理高效控制风电机组参与调频是未来发展的趋势。因此对风电调频能力的研 究不应局限于控制策略改进，而更多的考虑风电场内每一台风电机实际对系统 频率贡献的潜力，为系统调度提供实时的参考。

传统的控制策略仅考虑通过转子动能控制的方式快速释放转子蕴含能量响 应系统频率变化，然而风机存储转子动能有限，同时退出调频后会造成系统频 率的二次跌落，对电网稳定造成冲击。风电参与系统调频的主流发展趋势是通 过减载运行使风机能参与一次调频，但是减载状态下风机运行状态发生改变， 且在频率响应过程中即有转子动能的能量交互又存在机械功率的增发。如何实 现大规模风电接入系统实时调度过程中对于风电一次调频潜力的准确感知是亟 需解决的难题。

现有的研究未考虑风电运行过程中的不确定性对调频潜力的影响，且风电 一次调频潜力指标之间存在对系统频率不同的作用特性，现有研究方法无法兼 具不同风电一次调频潜力指标差异特性对风电参与系统调频能力进行量化，也 未涉及到风电一次调频潜力指标之间动态相关性研究，因而无法准确地实现对 风电一次调频潜力的刻画。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提出一种风电一次调频潜力不确定性建 模方法，能够有效地反映风电一次调频潜力不确定性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种风电一次调频潜力不确定性建模 方法，包括：

步骤S1，获取风机减载运行状态下历史转子转速、运行风速、桨距角和功 率实测运行数据并进行预处理；

步骤S2，根据风机减载后的运行数据对风机的风能利用系数模型参数辨识；

步骤S3，通过历史风速预测序列结合风能利用系数模型计算风电参调频释 放最大转子动能平均注入功率和一次调频平均注入功率的预测误差；

步骤S4，对释放最大转子动能平均注入功率和一次调频平均注入功率的预 测误差序列进行核密度估计得到边缘分布，利用动态Copula函数建立预测误差 之间联合分布模型；

步骤S5，通过离散卷积法生成释放最大转子动能平均注入功率和一次调频 平均注入功率之和的概率密度函数，计算不同置信水平下的不确定性区间。

进一步地，所述步骤S1中的预处理具体包括：

根据获取的实测运行数据判断是否存在数据缺失和异常值，当转子转速、 运行风速、桨距角和功率实测数据任意一项数据存在数据缺失和异常值现象则 弃置对应时刻的所有数据，否则对该时刻的数据进行保留。

进一步地，所述步骤S2具体包括：

步骤S21，根据实测运行数据，计算对应时刻点的叶尖速比和风能利用系数；

步骤S22，通过判断各时刻点桨距角是否为零对运行数据集进行筛选，将桨 距角为零时刻点下风机运行最大风速记为临界风速；