CN105160602A - 基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法 - Google Patents

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汪宁渤
路亮
丁坤
陟晶
韩自奋
周识远
李津
摆念宗
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Gansu Electric Power Co Ltd
Wind Power Technology Center of Gansu Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
State Grid Gansu Electric Power Co Ltd
Wind Power Technology Center of Gansu Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法，包括以下步骤：通过风电场每t分钟上传一次的风电机组实时信息得到标杆风电场的开机容量；计算出所有标杆风电场t分钟内的平均出力系数；计算出风电集群每t分钟的实时开机容量；计算出该风电场每t分钟的理论出力T；通过EMS系统获得风电集群每t分钟的实时出力值R，当理论出力值T大于实际出力值R时，则判定出现弃风，计算出每t分钟的弃风电量；在到达统计时间t分钟，计算出整个风电集群在一时间段内的弃风电量。该计算方法能够准确、快速、在线计算弃风电量。

Description

基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法
技术领域
本发明涉及新能源发电技术领域，特别地，涉及一种基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法。
背景技术
风电场的弃风电量是指受电网传输通道限制、电网调峰需要、电网安全稳定运行需要以及电网设备检修、故障等因素影响，风电场可发而未能发出的电量。
弃风是风力发电规模化发展过程中的一种普遍现象，跟水力发电过程中的弃水类似。大型风力发电基地覆盖面积广，一般包含多个风电场或风电场群，由于电网输送通道送出极限限制、实时负荷平衡及风电场自身设备故障、检修等因素都会导致一定程度的弃风，从而产生弃风电量。正确科学的认识弃风问题并以合理的方式计算分析弃风电量将有助于规模化风电的健康、平稳发展，有助于提升电网调度运行水平、推动风电规划与电网规划的协调发展、提高清洁能源利用率及利用水平。
目前，由于弃风问题出现时间并不长，因此国内风电行业尚未对弃风电量的评估计算形成标准，现有对弃风电量计算的方法一般是计算风电场的出力与装机容量的差额，而后对其进行积分得到弃风电量。但对于千万千瓦级风电基地而言，各风电场实际出力的同时率一般较低，因此用这种方法计算一般会造成对弃风电量计算的不准确。
此前，申请号为201410360595.1的中国专利申请提出了一种基于机头风速法的风电场理论功率计算方法，此项技术的问题在于风机机头风速计所监测的风速会受到风机叶片的影响，因此此方法评估的理论出力一般带有较大误差。
申请号为201410362935.4的中国专利申请提出了一种基于测风塔数据外推法的风电场理论功率计算方法，该方法的不足在于，其一很多风电场没有测风塔覆盖，导致该方法失效；其二有测风塔覆盖的风电场，测风塔传感器要求每年校验一次、每两年更换一次，很少测风塔上的传感器能按期校验更换，准确性难以保障；其三，测风数据外推的时候由于风速受到涡流、湍流等因素的影响，外推精度难以保障。
申请号为201410705243.5的中国专利申请提出了一种考虑风向影响的风电场理论功率确定方法，该方法的不足在于需要大量风速、风向和功率数据的积累，在风电高速发展时期，这一类数据的积累往往严重不足，因此该方法具有较大局限性。
申请号为201410360594.7的中国专利申请提出了一种基于样板风机法的风电场理论功率计算方法，其不足主要在于，有些电站没有固定的标杆风电机组，或者标杆风电机组运行管理不够规范，存在故障以及标杆风电机组数据上传中断或出错等问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法，以解决现有技术中，弃风电量计算不准确的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法，包括以下步骤：
步骤一：通过风电场每t分钟上传一次的风电机组实时信息得到标杆风电场的开机容量；根据公式计算出所有标杆风电场t分钟内的平均出力系数其中，Pi是第i个标杆风电场的实际出力，是第i个标杆风电场的开机容量，samp为标杆风电场的集合；
步骤二：根据公式计算出风电集群每t分钟的实时开机容量Cfarm；其中，Ci是第i个风电场的单场容量，start为在运行的风电场的集合；
步骤三：根据公式计算出该风电场每t分钟的理论出力T；
步骤四：通过EMS系统获得风电集群每t分钟的实时出力值R，当理论出力值T大于实际出力值R时，则判定出现弃风，根据公式 Q i = ( T i - R i ) t i f ( T i > R i ) 0 e l s e , 计算出每t分钟的弃风电量Qi；
步骤五：判断是否到达统计时间t分钟，若统计时间t分钟未结束，则返回上述步骤一，重新运行上述步骤直至统计时间t分钟结束，在到达统计时间t分钟，则根据公式计算出整个风电集群在一时间段内的弃风电量Q。
其中，k＝1是弃风电量统计的开始时刻，k＝m是弃风电量统计的终止时刻。
进一步地，所述t分钟的取值为1、3、5、10或15。
进本发明具有以下有益效果：
该计算方法通过各个标杆风电场发电量计算整个风电集群的理论电量，通过与实际电量的比较得到该风电集群对应的弃风电量，能够准确、快速、在线计算弃风电量。
附图说明
下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法优选实施例的步骤流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
请参阅图1，本发明的优选实施例提供了一种基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法，包括以下步骤：
下面给出甘肃地区的17座风电场作为算例，如下表所示。
序号 风电场 实际并网容量(MW) 是否标杆电站
1 中水建干西一 199.5 N
2 协和干西二 201 N
3 华电干西三 201 Y
4 鲁能干北一 201 N
5 鲁能干北三、四 96 N
6 华能干北二 199.5 N
7 华润桥湾一 201 N
8 中电桥湾二 120.5 N
9 华能桥湾三 100.5 N
10 华能桥湾四 201.5 N
11 中节能昌马 201 Y
12 中节能大坝 96 N
13 大唐昌西一 201 N
14 大唐昌西北东 96 N
15 中海油昌西二 201 N
16 中节能昌西三 201 N
17 中节能昌马 201 N
步骤一：从开始阶段，通过风电场每t分钟(t＝5)上传一次的风电机组实时信息得到标杆风电场的开机容量；根据公式计算出所有标杆风电场t分钟内的平均出力系数其中，Pi是第i个标杆风电场的实际出力，是第i个标杆风电场的开机容量，samp为标杆风电场的集合。
步骤二：根据公式计算出风电集群每t分钟的实时开机容量Cfarm；其中，Ci是第i个风电场的单场容量，start为在运行的风电场的集合；当风电集群开机容量上传出现故障或者中断时，采用前一时刻的集群开机容量进行代替。
风电场 并网容量(MW) 开机容量(MW)
风电集群 2918.5 2066.5
步骤三：根据公式计算出该风电场每t分钟的理论出力T；
风电场 开机容量(MW) 理论出力(MW)
整个风电集群 2066.5 1585.55
步骤四：通过EMS系统(能量管理系统)获得风电集群每t分钟的实时出力值R，当理论出力值T大于实际出力值R时，则判定出现弃风，根据公式 Q i = ( T i - R i ) t i f ( T i > R i ) 0 e l s e , 计算出每t分钟的弃风电量Qi。
步骤五：判断是否到达统计时间t分钟，若统计时间t分钟未结束，则返回上述步骤一，重新运行上述步骤直至统计时间t分钟结束，在到达统计时间t分钟，则根据公式计算出整个风电集群在一时间段内的弃风电量Q。
其中，k＝1是弃风电量统计的开始时刻，k＝144是弃风电量统计的终止时刻。
经计算，该风电集群1天的弃风电量为1609MWh。
风电场单场容量以MW为单位，弃风电量的单位为MWh，当风电集群出力受限时，标杆电站不参与负荷受限调整，始终保持正常发电状态；当标杆风电场需要停机时，则将该电站从标杆风电场集合中剔除，通过其余标杆风电场的弃风电量，计算整个集群的弃风电量。
这种计算方法通过各个标杆风电场发电量计算整个风电集群的理论电量，通过与实际电量的比较得到该风电集群对应的弃风电量，达到了准确计算弃风电量的目的，适用于大型的风电集群弃风电量的计算，计算结果准确可靠。
优选地，所述t分钟的取值为1、3、5、10或15。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：通过风电场每t分钟上传一次的风电机组实时信息得到标杆风电场的开机容量；根据公式计算出所有标杆风电场t分钟内的平均出力系数其中，Pi是第i个标杆风电场的实际出力，是第i个标杆风电场的开机容量，samp为标杆风电场的集合；
步骤二：根据公式计算出风电集群每t分钟的实时开机容量Cfarm；其中，Ci是第i个风电场的单场容量，start为在运行的风电场的集合；
步骤三：根据公式计算出该风电场每t分钟的理论出力T；
步骤四：通过EMS系统获得风电集群每t分钟的实时出力值R，当理论出力值T大于实际出力值R时，则判定出现弃风，根据公式 Q i = ( T i - R i ) t i f ( x > R i ) 0 e l s e , 计算出每t分钟的弃风电量Qi；
步骤五：判断是否到达统计时间t分钟，若统计时间t分钟未结束，则返回上述步骤一，重新运行上述步骤直至统计时间t分钟结束，在到达统计时间t分钟，则根据公式计算出整个风电集群在一时间段内的弃风电量Q。
2.根据权利要求1所述的基于标杆风电场的风电集群弃风电量计算方法，其特征在于：
所述t分钟的取值为1、3、5、10或15。
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