專利名稱：風電有功功率的實時評估方法與系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種風電有功功率的實時評估方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
全球能源緊張和環(huán)境惡化壓力的日益增加，發(fā)展新能源的需求越來越大。近年，我國新能源發(fā)電發(fā)展迅猛，技術(shù)最為成熟、商業(yè)化程度最高的風電更是連續(xù)5年裝機翻番，未來一段時間，我國風電仍將快速發(fā)展。目前，我 國風電主要是以大規(guī)模集中方式接入輸電網(wǎng)，隨著風力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和比重的增加，將采取集中式和分布式同步發(fā)展的方式。風電大規(guī)模集中接入將有可能導致電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻壓力增加、電壓控制難度高、安全穩(wěn)定運行風險增加等問題；分布式接入時由于對用戶直接供電，對發(fā)電可靠性要求較高。為解決上述問題，應(yīng)從多個技術(shù)層面入手，提高風力發(fā)電控制關(guān)鍵技術(shù)水平是重要手段之一。而準確掌握風電有功功率特性能夠為風力發(fā)電控制技術(shù)發(fā)展提供支撐。要提高風電有功功率特性分析的準確性，可以從兩個方面入手，一方面，提高風電場等值建模精度；另一方面，提高數(shù)據(jù)源的準確性。目前，對于風電場的建模大多用于風電接入電網(wǎng)對電網(wǎng)影響的分析，在建模時，通常對同一條饋線上的風電機組進行簡單的電氣等值，將該條饋線上的所有風電機組等值為一臺等值風電機組，如此建立風電場等值模型。該模型未能準確考慮風電機組的時空分布特性，必然會使分析結(jié)果偏離實際情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種風電有功功率的實時評估方法與系統(tǒng)，充分考慮風電機組的時空分布特性，提聞風電場有功功率的評估精度。本發(fā)明風電有功功率的實時評估方法，包括步驟對風電場內(nèi)的風電機組進行劃分，將處于主迎風方向同一垂直線上的風電機組劃為一個近似等功率風電機組集合，主迎風方向上距離測風塔最近的風電機組作為樣本風電機組,樣本風電機組所屬的集合作為樣本近似等功率風電機組集合；從測風塔獲取實時風速和實時風向；將測風塔的實時風速作為樣本風電機組的風速，根據(jù)樣本風電機組的風速計算樣本風電機組相對測風塔的延時，將樣本風電機組的風速和延時作為樣本近似等功率風電機組集合的風速和延時；根據(jù)樣本近似等功率風電機組集合的風速，利用Jensen模型，依次計算其他近似等功率風電機組集合的風速；對于相鄰的兩個近似等功率風電機組集合，計算測風塔遠端的近似等功率風電機組集合相對測風塔近端的近似等功率風電機組集合的延時，再通過疊加，計算每個近似等功率風電機組集合相對測風塔的延時；將近似等功率風電機組集合的風速作為集合內(nèi)每個風電機組的風速，根據(jù)風速計算每個風電機組的有功功率，通過累加得到近似等功率風電機組集合的有功功率；將相對測風塔的延時時間相等的近似等功率風電機組集合的有功功率相加，得到風電場與延時時間對應(yīng)的未來時間的有功功率。優(yōu)選地，還包括步驟從測風塔重新獲取實時風速和實時風向，并重新計算近似等功率風電機組集合的有功功率及相對測風塔的延時，刷新風電場未來時間的有功功率。優(yōu)選地，還包括步驟以測風塔為基點，主迎風方向為基準方向，計算樣本風電機組相對測風塔的角度偏差a，及測風塔的實時風向與主迎風方向的角度偏差A，當所述a與所述A同號時，采用下式計算樣本風電機組相對測風塔的延時h
權(quán)利要求
1.一種風電有功功率的實時評估方法，其特征在于，包括步驟 對風電場內(nèi)的風電機組進行劃分，將處于主迎風方向同一垂直線上的風電機組劃為一個近似等功率風電機組集合，主迎風方向上距離測風塔最近的風電機組作為樣本風電機組,樣本風電機組所屬的集合作為樣本近似等功率風電機組集合； 從測風塔獲取實時風速和實時風向； 將測風塔的實時風速作為樣本風電機組的風速，根據(jù)樣本風電機組的風速計算樣本風電機組相對測風塔的延時，將樣本風電機組的風速和延時作為樣本近似等功率風電機組集合的風速和延時； 根據(jù)樣本近似等功率風電機組集合的風速，利用Jensen模型，依次計算其他近似等功率風電機組集合的風速； 對于相鄰的兩個近似等功率風電機組集合，計算測風塔遠端的近似等功率風電機組集合相對測風塔近端的近似等功率風電機組集合的延時，再通過疊加，計算每個近似等功率風電機組集合相對測風塔的延時； 將近似等功率風電機組集合的風速作為集合內(nèi)每個風電機組的風速，根據(jù)風速計算每個風電機組的有功功率，通過累加得到近似等功率風電機組集合的有功功率； 將相對測風塔的延時時間相等的近似等功率風電機組集合的有功功率相加，得到風電場與延時時間對應(yīng)的未來時間的有功功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風電有功功率的實時評估方法，其特征在于，還包括步驟從測風塔重新獲取實時風速和實時風向，并重新計算近似等功率風電機組集合的有功功率及相對測風塔的延時，刷新風電場未來時間的有功功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風電有功功率的實時評估方法，其特征在于，還包括步驟以測風塔為基點，主迎風方向為基準方向，計算樣本風電機組相對測風塔的角度偏差a，及測風塔的實時風向與主迎風方向的角度偏差A，當所述a與所述A同號時，采用下式計算樣本風電機組相對測風塔的延時A
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風電有功功率的實時評估方法，其特征在于，對于相鄰的兩個近似等功率風電機組集合，采用下述公式計算所述測風塔遠端的近似等功率風電機組集合相對所述測風塔近端的近似等功率風電機組集合的延時(L1:
5.一種風電有功功率實時評估系統(tǒng)，其特征在于，包括 風電機組劃分模塊，用于對風電場內(nèi)的風電機組進行劃分，將處于主迎風方向同一垂直線上的風電機組劃為一個近似等功率風電機組集合，主迎風方向上距離測風塔最近的風電機組作為樣本風電機組，樣本風電機組所屬的集合作為樣本近似等功率風電機組集合； 測風數(shù)據(jù)獲取模塊，用于從測風塔獲取實時風速和實時風向； 樣本集合數(shù)據(jù)計算模塊，用于將測風塔的實時風速作為樣本風電機組的風速，根據(jù)樣本風電機組的風速計算樣本風電機組相對測風塔的延時，將樣本風電機組的風速和延時作為樣本近似等功率風電機組集合的風速和延時； 集合風速計算模塊，用于根據(jù)樣本近似等功率風電機組集合的風速，利用Jensen模型，依次計算其他近似等功率風電機組集合的風速； 集合延時計算模塊，用于對于相鄰的兩個近似等功率風電機組集合，計算測風塔遠端的近似等功率風電機組集合相對測風塔近端的近似等功率風電機組集合的延時，再通過疊力口，計算每個近似等功率風電機組集合相對測風塔的延時； 集合功率計算模塊，用于將近似等功率風電機組集合的風速作為集合內(nèi)每個風電機組的風速，根據(jù)風速計算每個風電機組的有功功率，通過累加得到近似等功率風電機組集合的有功功率； 風電場功率評估模塊，用于將相對測風塔的延時時間相等的近似等功率風電機組集合的有功功率相加，得到風電場與延時時間對應(yīng)的未來時間的有功功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風電有功功率的實時評估系統(tǒng)，其特征在于，所述測風數(shù)據(jù)獲取模塊還用于定時從測風塔重新獲取實時風速和實時風向，所述樣本集合數(shù)據(jù)計算模塊、集合風速計算模塊、集合延時計算模塊、集合功率計算模塊和風電場功率評估模塊還用于根據(jù)所述測風數(shù)據(jù)獲取模塊重新獲取的實時風速和實時風向重新進行相應(yīng)的計算。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的風電有功功率的實時評估系統(tǒng)，其特征在于，還包括角度偏差計算模塊，用于以測風塔為基點，主迎風方向為基準方向，計算樣本風電機組相對測風塔的角度偏差a，及測風塔的實時風向與主迎風方向的角度偏差A，所述樣本集合數(shù)據(jù)計算模塊還用于當所述a與所述A同號時，采用下式計算樣本風電機組相對測風塔的延時h
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風電有功功率的實時評估系統(tǒng)，其特征在于，所述集合延時計算模塊還用于采用下述公式計算所述測風塔遠端的近似等功率風電機組集合相對所述測風塔近端的近似等功率風電機組集合的延時/
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風電有功功率的實時評估方法與系統(tǒng)，充分考慮風電機組的地理分布，根據(jù)測風塔測得的實時風速，分組計算風電機組的風速、延時和有功功率，將延時相等的風電機組的有功功率相加，得到與延時時間相應(yīng)的未來時間的風電場的有功功率輸出，即實現(xiàn)功率評估。相比將所有風電機組統(tǒng)一處理的方法，本方法與系統(tǒng)的評估結(jié)果更準確，尤其適用于有一定規(guī)模的風電場。
文檔編號F03D7/02GK102767474SQ20121027920
公開日2012年11月7日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者曾杰, 朱凌志, 盛超, 趙艷軍, 錢敏慧, 陳寧 申請人:中國電力科學研究院, 廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院