CN106779377A - 风电消纳过程评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种风电消纳过程评估方法，包括如下步骤：采集风力发电的基础信息，并剔除基础信息中的异常数据；其中，风力发电的基础信息包括风机发电的实际功率以及机舱风速；对风机状态进行类别划分；计算风机的理论功率值，并由理论功率值和实际功率值计算在不同状态下的弃风电量；对场外受阻状态和场内受阻状态下的弃风电量分别进行排序，找出各组状态中的最大值弃风电量，并根据最大值弃风电量确定风电消纳的主要影响因素；能够对风电消纳过程中的不同原因导致的弃风电量进行准确评估，并且找出影响弃风电量的主要因素，从而利于作出风电消纳的准确应对措施。

Description

风电消纳过程评估方法

技术领域

本发明涉及一种评估方法，尤其涉及一种风电消纳过程评估方法。

背景技术

随着化石能源的枯竭以及社会对生态环境的关注度越来越高，风电越来越受到人们的关注，并且风电的应用也越来越广泛，以我国为例：截至2015年底，全国风电装机达到1.29亿千瓦，特别在部分省份，风电装机比例已超过百分之四十。

然而，风电的应用跨越式发展的同时，风电消纳的问题也日益严重，仅仅我国2015年的弃风电量就达到340亿千瓦时，平均弃风率15％；因此，如何解决风电消纳问题成为了风电领域中的技术难题，现有技术中，对于风电消纳过程的影响因素分析包括预测曲线法、计划曲线法、样板机法以及功率曲线法，但是，上述的各类方法中均难以准确评估风电消纳过程中弃风电量的影响因素，进而不能做出准确的应对措施。

因此，需要提出一种新的评估方法，能够对风电消纳过程中的弃风电量进行准确评估，并且找出影响弃风电量的主要因素，从而利于作出风电消纳的准确应对措施。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种风电消纳过程评估方法，能够对风电消纳过程中的弃风电量进行准确评估，并且找出影响弃风电量的主要因素，从而利于作出风电消纳的准确应对措施。

本发明提供的一种风电消纳过程评估方法，包括如下步骤：

S1.采集风力发电的基础信息，并剔除基础信息中的异常数据；其中，风力发电的基础信息包括风机发电的实际功率以及机舱风速；

S2.对风机状态进行类别划分；其中，风机状态包括正常发电状态、场外受阻状态以及场内受阻状态；

S3.计算风机的理论功率值，并由理论功率值和实际功率值计算在不同状态下的弃风电量；

S4.对场外受阻状态和场内受阻状态下的弃风电量分别进行排序，找出各组状态中的最大值弃风电量，并将最大值弃风电量确定位风电消纳的主要影响因素。

进一步，步骤S2中：所述场外受阻状态包括调度限电降额、调度停运备用以及场外受累停备。

进一步，步骤S2中：所述场内受阻状态包括计划停运、非计划停运以及场内受累停备。

进一步，步骤S3中：所述理论功率值根据如下方法计算确定：

S31.根据采集不同风速条件下的实际功率值分析计算有功功率；

S32.建立风速-有功功率映射集合{(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)}，由该集合基于线性插值法计算理论功率P_l：

其中，y_i在风速x_i下的有功功率，v为机舱风速。

进一步，根据如下方法计算场内受阻的弃风电量：

计划停运弃风电量：

其中，EOC_in-jh为计划停运弃风电量，m为风机停运台数，P_l，i为第i台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期；

非计划停运弃风电量：

其中，EOC_in-fj为非计划停运弃风电量，N为风机停运台数，P_l，j为第j台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期；

场内受累停备弃风电量：

其中，EOC_in-pt为场内受累弃风电量，r为风机停运台数，P_l，k为第k台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期。

进一步，根据如下方法计算场外受阻的弃风电量：

调度限电降额弃风电量包括断面约束弃风电量和调峰弃风电量：

断面约束弃风电量：

其中，EOC_out-tf为断面约束弃风电量，P_D为断面约束风电场功率限值，P_T为调峰限电后的功率限值，t1为调峰限电指令发出时刻，t2为调峰限电指令解除时刻；

调峰弃风电量：

EOC_out-dm＝EOC_out-EOC_out-tf；其中，EOC_out-dm为调峰弃风电量，EOC_out为场外受阻弃风电量，R为场外受阻的风机停运台数，P_s，k第k台停运风机的实际功率，P_l，k第k台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期；

调度停运备用弃风电量：

其中，EOC_out-jx为调度停运备用弃风电量，P_N为电网正常运行下的风电场功率限值，P_M为电网调度停运备用指令下风电场的功率下降后的限值，t1为风电场功率下降时刻，t2为风电场功率下降解除时刻；

场外受累停备弃风电量：

其中，EOC_out-gz为场外受累停备弃风电量，P_N为电网正常运行下的风电场功率限值；P_F为风电场因电网故障功率减少后的功率限值，t3为电网故障开始时刻，t4为电网故障解除时刻；

正常运营工况弃风电量：

EOC_out-zc＝EOC_out-EOC_out-jx-EOC_out-gz。

本发明的有益效果：本发明的风电消纳过程评估方法，通过对风电场内、电网侧的综合分析，能够对风电消纳过程中的弃风电量进行准确评估，并且找出影响弃风电量的主要因素，对于风电消纳过程中的弃风限电的各个环节进行定量分析，从而利于作出风电消纳的准确应对措施，而且相对于传统的算法来说，算法简单可靠。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的断面约束弃风电量示意图。

图3为本发明的电网故障/检修弃风电量示意图。

具体实施方式

图1为本发明的流程图，如图所示，本发明提供的一种风电消纳过程评估方法，包括如下步骤：

S1.采集风力发电的基础信息，并剔除基础信息中的异常数据；其中，风力发电的基础信息包括风机发电的实际功率以及机舱风速；

S2.对风机状态进行类别划分；其中，风机状态包括正常发电状态、场外受阻状态以及场内受阻状态；其中，场外受阻状态包括调度限电降额、调度停运备用以及场外受累停备，所述场内受阻状态包括计划停运、非计划停运以及场内受累停备，调度停运备用是指电网在运行过程中，遵循电网调度检修指令对电网设备进行检修时造成的风机停运，场外受累停备是指电网在运行过程中，由于电网侧的设备运行故障导致的风机停运，计划停运是指按照调度指令对风电场内的电力设备进行检修造成的风机停运，非计划停运是指风电场内由于风机故障运行故障导致的风机停运，场内受累停备是指风电场除风机以外的设备故障导致的风机停运；调度限电降额是指由于受到电网侧火电、水电等电力供应的影响，需要对风电功率进行降低供给；

S3.计算风机的理论功率值，并由理论功率值和实际功率值计算在不同状态下的弃风电量；

S4.对场外受阻状态和场内受阻状态下的弃风电量分别进行排序，找出各组状态中的最大值弃风电量，并将最大值弃风电量确定位风电消纳的主要影响因素，通过上述方法，对风电场内、电网侧的综合分析，能够对风电消纳过程中的弃风电量进行准确评估，并且找出影响弃风电量的主要因素，从而利于作出风电消纳的准确应对措施。

本实施例中，步骤S3中：所述理论功率值根据如下方法计算确定：

S31.根据采集不同风速条件下的实际功率值分析计算有功功率；

S32.建立风速-有功功率映射集合{(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)}，由该集合基于线性插值法计算理论功率P_l：

其中，y_i在风速x_i下的有功功率，v为机舱风速；其中，线性插值法为现有方法，在此不加以赘述。

本实施例中，根据如下方法计算场内受阻的弃风电量：

计划停运弃风电量：

其中，EOC_in-jh为计划停运弃风电量，m为风机停运台数，P_l，i为第i台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期；

非计划停运弃风电量：

其中，EOC_in-fj为非计划停运弃风电量，N为风机停运台数，P_l，j为第j台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期；

场内受累停备弃风电量：

其中，EOC_in-pt为场内受累弃风电量，r为风机停运台数，P_l，k为第k台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期，通过上述方法，能够对场内受阻造成的弃风电量进行准确的计算，从而利于最终风电消纳的评估。

本实施例中，根据如下方法计算场外受阻的弃风电量：

调度限电降额弃风电量包括断面约束弃风电量和调峰弃风电量：

断面约束弃风电量：

其中，EOC_out-tf为断面约束弃风电量，P_D为断面约束风电场功率限值，P_T为调峰限电后的功率限值，t1为调峰限电指令发出时刻，t2为调峰限电指令解除时刻；如图2所示，在t₀到t₃期间受断面约束使得风电场功率限值为P_D，在在t₁时刻，受系统调峰约束影响，调控中心对风电场下发调峰限电指令使风电功率限值减小至P_T，并持续至t₂时刻解除调峰限电指令；

调峰弃风电量：

EOC_out-dm＝EOC_out-EOC_out-tf；其中，EOC_out-dm为调峰弃风电量，EOC_out为场外受阻弃风电量，R为场外受阻的风机停运台数，P_s，k第k台停运风机的实际功率，P_l，k第k台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期；

调度停运备用弃风电量：

其中，EOC_out-jx为调度停运备用弃风电量，P_N为电网正常运行下的风电场功率限值，P_M为电网调度停运备用指令下风电场的功率下降后的限值，t1为风电场功率下降时刻，t2为风电场功率下降解除时刻；

场外受累停备弃风电量：

其中，EOC_out-gz为场外受累停备弃风电量，P_N为电网正常运行下的风电场功率限值；P_F为风电场因电网故障功率减少后的功率限值，t3为电网故障开始时刻，t4为电网故障解除时刻；

正常运营工况弃风电量：

EOC_out-zc＝EOC_out-EOC_out-jx-EOC_out-gz；如图3所示，t₀到t₅期间电网正常运行方式下风电场功率限值P_N；从t₁到t₂时刻，受电网检修影响，风电场功率限值减少至P_M，从t₃到t₄时刻，受电网故障影响，风电场功率限值减少至P_F。

以下以某风电场2015年度为例，通过上述方法计算可得各状态下的弃风电量，如表1所示：

表1

由表1可知，该风电场2015年全年总弃风率为25.8％。其中，因场内受阻弃风率16.8％，因场外受阻弃风率18％；通过上表的统计发现，机组故障(非计划停运)引起的弃风电量为场内受阻弃风电量中最大弃风电量，断面约束弃风电量为场外受阻电量中的最大弃风电量，机组故障表征为机组的性能缺陷，因此，机组的性能缺陷以及断面约束弃风为影响该风电场的风电消纳的主要因素，其他为次要因素，因此，断面约束弃风以及机组性能缺陷引起的弃风为最亟待解决的问题。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种风电消纳过程评估方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.采集风力发电的基础信息，并剔除基础信息中的异常数据；其中，风力发电的基础信息包括风机发电的实际功率以及机舱风速；

S2.对风机状态进行类别划分；其中，风机状态包括正常发电状态、场外受阻状态以及场内受阻状态；

S3.计算风机的理论功率值，并由理论功率值和实际功率值计算在不同状态下的弃风电量；

S4.对场外受阻状态和场内受阻状态下的弃风电量分别进行排序，找出各组状态中的最大值弃风电量，并将最大值弃风电量确定位风电消纳的主要影响因素。

2.根据权利要求1所述风电消纳过程评估方法，其特征在于：步骤S2中：所述场外受阻状态包括调度限电降额、调度停运备用以及场外受累停备。

3.根据权利要求1所述风电消纳过程评估方法，其特征在于：步骤S2中：所述场内受阻状态包括计划停运、非计划停运以及场内受累停备。

4.根据权利要求1所述风电消纳过程评估方法，其特征在于：步骤S3中：所述理论功率值根据如下方法计算确定：

S31.根据采集不同风速条件下的实际功率值分析计算有功功率；

S32.建立风速-有功功率映射集合{(x₁，y₁)，(x₂，y₂)…(x_n，y_n)}，由该集合基于线性插值法计算理论功率P_l：

其中，y_i在风速x_i下的有功功率，v为机舱风速。

5.根据权利要求4所述风电消纳过程评估方法，其特征在于：根据如下方法计算场内受阻的弃风电量：

计划停运弃风电量：

其中，EOC_in-jh为计划停运弃风电量，m为风机停运台数，P_l，i为第i台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期；

非计划停运弃风电量：

其中，EOC_in-fj为非计划停运弃风电量，N为风机停运台数，P_l，j为第j台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期；

场内受累停备弃风电量：

其中，EOC_in-pt为场内受累弃风电量，r为风机停运台数，P_l，k为第k台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期。

6.根据权利要求4所述风电消纳过程评估方法，其特征在于：根据如下方法计算场外受阻的弃风电量：

调度限电降额弃风电量包括断面约束弃风电量和调峰弃风电量：

断面约束弃风电量：

其中，EOC_out-tf为断面约束弃风电量，P_D为断面约束风电场功率限值，P_T为调峰限电后的功率限值，t1为调峰限电指令发出时刻，t2为调峰限电指令解除时刻；

调峰弃风电量：

EOC_out-dm＝EOC_out-EOC_out-tf；其中，EOC_out-dm为调峰弃风电量，EOC_out为场外受阻弃风电量，R为场外受阻的风机停运台数，P_s，k第k台停运风机的实际功率，P_l，k第k台停运风机的理论功率值，ΔT为数据采样周期；

调度停运备用弃风电量：

其中，EOC_out-jx为调度停运备用弃风电量，P_N为电网正常运行下的风电场功率限值，P_M为电网调度停运备用指令下风电场的功率下降后的限值，t1为风电场功率下降时刻，t2为风电场功率下降解除时刻；

场外受累停备弃风电量：

其中，EOC_out-gz为场外受累停备弃风电量，P_N为电网正常运行下的风电场功率限值；P_F为风电场因电网故障功率减少后的功率限值，t3为电网故障开始时刻，t4为电网故障解除时刻；

正常运营工况弃风电量：

EOC_out-zc＝EOC_out-EOC_out-jx-EOC_out-gz。