CN103091551B - 单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法 - Google Patents

单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法 Download PDF

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Abstract

一种单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法，涉及风力发电技术领域，所解决的是减小计算误差的技术问题。该方法根据风力发电场的测风塔位置虚拟一台风机，采用风机功率曲线和测风塔风速概率曲线来计算虚拟风机的理论发电量，并在测风塔位置虚拟同样风机计算出虚拟风机的虚拟发电量，再根据计算结果修正模拟计算的风力发电场总发电量，特别适合风速概率曲线为单峰、非正态分布的风力发电场。本发明提供的方法，特别适合风力发电场的风速概率曲线为单峰、非正态分布情况下的发电量计算。

Description

单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法
技术领域
本发明涉及风力发电技术，特别是涉及一种单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法的技术。
背景技术
在建立风力发电场时，需要利用测风塔对风力发电场所在地进行一年以上的风速测量，并对风力发电场的发电量进行模拟计算，以评估风力发电场的经济效益。
排除风电设备和运行管理的影响，风速是影响风力发电场发电量主要因素。在同一个风力发电场，根据长时间的风速数据统计，其风速概率曲线如果满足正态分布，并且只考虑风速一个变量，风速概率曲线形状是单峰、两参数的，满足韦伯（WeilBull）分布规律，这种情况下采用韦伯（WeilBull）分布模型来模拟计算风力发电场发电量是准确的。
但是，在某些风力发电场，由于受到地形、建筑物、季风等影响，风速概率曲线虽然是单峰，但并不满足正态分布，此时如果仍然采用韦伯（WeilBull）分布模型来模拟计算风力发电场发电量，实际发电量和模拟发电量的计算误差就会存在较大误差。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种能减小风力发电场发电量计算误差的单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法，涉及风力发电场，所述风力发电场中设有用于测量风速的测风塔，其特征在于，具体步骤如下：
1）选取风力发电场中任意一个风力发电机，记为风机A；
2）获取风机A的功率曲线，并获取测风塔所测得的最近一年历史风速数据；
从测风塔所测得的最近一年历史风速数据中选取历史风速值，选取方式为每天选取288个历史风速值，单天的历史风速值选取方式为每间隔5分钟选取一个历史风速值；
3）在0m/s～100m/s风速范围内，从0m/s起，以1m/s为步长，划分100个风速段；
4）根据步骤3划分的风速段，及步骤2选取的历史风速值，构建出风速概率曲线；
5）将风机A的位置虚拟在测风塔处，并根据步骤4构建的风速概率曲线，及步骤2所获取的风机A的功率曲线，计算风机A的理论发电量为：
式中：Q1为风机A的理论发电量，i为风速值，是风速为i时根据风机A的功率曲线所得出的功率值，是风速为i时根据步骤4构建的风速概率曲线所得出的风速概率值，为发电时间；
6）在测风塔处虚拟增加风机A，并利用韦伯分布模型，计算出风力发电场的总发电量预测值QA，及风机A的虚拟发电量；
7）计算修正系数，具体计算公式为：
а= Q1/Q2
式中：a为修正系数，Q1为风机A的理论发电量，Q2为风机A的虚拟发电量；
8）计算出风力发电场的总发电量，具体修正公式为：
QB=QA×а
式中：QB为风力发电场的总发电量，QA为步骤6所计算出的风力发电场的总发电量预测值。
本发明提供的单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法，通过在测风塔位置虚拟一台风机的方式计算出修正系数，并利用计算出的修正系数对根据韦伯分布模型计算出的风力发电场总发电量进行修正，能减小风力发电场发电量计算值与实际发电量之间的误差。
附图说明
图1是本发明实施例的单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法的计算流程图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1所示，本发明实施例所提供的一种单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法，涉及风力发电场，所述风力发电场中设有用于测量风速的测风塔，其特征在于，具体步骤如下：
1）选取风力发电场中任意一个风力发电机，记为风机A；
2）获取风机A的功率曲线，并获取测风塔所测得的最近一年历史风速数据；
从测风塔所测得的最近一年历史风速数据中选取历史风速值，选取方式为每天选取288个历史风速值，单天的历史风速值选取方式为每间隔5分钟选取一个历史风速值；
3）在0m/s～100m/s风速范围内，从0m/s起，以1m/s为步长，划分100个风速段，即从第1个风速段至第100个风速段依次分别为：0～1m/s，1～2m/s，2～3m/s，…，99～100m/s；
4）根据步骤3划分的风速段，及步骤2选取的历史风速值，构建出风速概率曲线；
5）将风机A的位置虚拟在测风塔处，并根据步骤4构建的风速概率曲线，及步骤2所获取的风机A的功率曲线，计算风机A的理论发电量为：
式中：Q1为风机A的理论发电量，i为风速值，是风速为i时根据风机A的功率曲线所得出的功率值，是风速为i时根据步骤4构建的风速概率曲线所得出的风速概率值，为发电时间；
6）在测风塔处虚拟增加风机A，并利用韦伯（WeilBull）分布模型，计算出风力发电场的总发电量预测值QA，及风机A的虚拟发电量；
利用韦伯（WeilBull）分布模型计算风力发电场总发电量预测值，及风机A的虚拟发电量的方法为现有技术；
7）计算修正系数，具体计算公式为：
а= Q1/Q2
式中：a为修正系数，Q1为风机A的理论发电量，Q2为风机A的虚拟发电量；
8）计算出风力发电场的总发电量，具体修正公式为：
QB=QA×а
式中：QB为风力发电场的总发电量，QA为步骤6所计算出的风力发电场的总发电量预测值。
本发明实施例特别适合风力发电场的风速概率曲线为单峰、非正态分布情况下的发电量计算，具有计算简单、速度快的特点，并可减少模拟计算误差，为准确评估风电场经济效益提供数值依据。

Claims (1)

1.一种单峰非正态分布的风力发电场发电量计算方法，涉及风力发电场，所述风力发电场中设有用于测量风速的测风塔，其特征在于，具体步骤如下：
1）选取风力发电场中任意一个风力发电机，记为风机A；
2）获取风机A的功率曲线，并获取测风塔所测得的最近一年历史风速数据；
从测风塔所测得的最近一年历史风速数据中选取历史风速值，选取方式为每天选取288个历史风速值，单天的历史风速值选取方式为每间隔5分钟选取一个历史风速值；
3）在0m/s～100m/s风速范围内，从0m/s起，以1m/s为步长，划分100个风速段；
4）根据步骤3划分的风速段，及步骤2选取的历史风速值，构建出风速概率曲线；
5）将风机A的位置虚拟在测风塔处，并根据步骤4构建的风速概率曲线，及步骤2所获取的风机A的功率曲线，计算风机A的理论发电量为：
式中：Q1为风机A的理论发电量，i为风速值，是风速为i时根据风机A的功率曲线所得出的功率值，是风速为i时根据步骤4构建的风速概率曲线所得出的风速概率值，为发电时间；
6）在测风塔处虚拟增加风机A，并利用韦伯分布模型，计算出风力发电场的总发电量预测值QA，及风机A的虚拟发电量；
7）计算修正系数，具体计算公式为：
а= Q1/Q2
式中：a为修正系数，Q1为风机A的理论发电量，Q2为风机A的虚拟发电量；
8）计算出风力发电场的总发电量，具体修正公式为：
QB=QA×а
式中：QB为风力发电场的总发电量，QA为步骤6所计算出的风力发电场的总发电量预测值。
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