CN112861301A - 一种基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法，具体包括步骤一：构建包括风电机组的风速，桨距角以及实际功率的数据库；步骤二：根据所述数据库，计算风电场内各个风电机组的理论功率；步骤三：将风电场内各个风电机组的理论功率叠加，得到风电场理论功率。本发明提供的方法能够较大程度利用风电机组实际运行数据，充分考虑风电机组自身特性，通过大量仿真建立完善的数据库，使得单台风电机组的理论功率计算更加精确和可靠，进一步的，增加了叠加后的风电场理论功率的准确性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及风电场技术领域，具体涉及一种基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法。
背景技术
随着大规模风电集中并网，远距离输送及高电压输送电的要求，部分地区己经出现弃风限电的问题，因无法准确预测风电场理论功率，导致风能发电利用率低。最新提出的两种风电场理论功率的计算方法为：一种基于机舱风速功率曲线的风电场理论功率评估方法(专利公开号：CN105022909A)以及基于测风塔数据外推法的风电场理论功率计算方法(专利公开号：CN104156575A)。前者的核心技术为：确定风电机组正常/非正常运行时段内，风电机组机舱风速仪的测量数据以及风电机组的实际输出功率；在风电机组正常运行时段内，采用分段拟合函数的方式建立测量风速与实际输出功率的风速功率曲线，从而计算得出风电机组以及风电场的理论功率；在风电机组非正常运行时段内，修正所述风电机组正常运行时段内的所述机舱风速和所述实际输出功率的映射关系，并根据修正后的映射关系计算风电机组与风电场的理论功率。后者的核心技术包括：选择合理范围内的与风电场对应的测风塔，并进行测风塔历史数据分析处理；根据测风塔历史数据进行空气密度计算以及功率曲线校正；将测风塔风速外推值每台风机轮毂高度处，建立测风塔数据外推法理论功率计算模型；输入测风塔实时测风数据及校正空气密度到计算模型进行计算；汇总分析并输出风电场理论功率。
上述两种风电场理论功率计算方法分别利用机组自身测风仪数据以及风电场测风塔数据为依据进行计算。然而，风速是一种实时变化的，不可控的变量，加之风速测量仪器也一定程度上存在误差，因此仅仅依靠测量风速推导计算得出的风电机组以及风电场理论功率很难保证精确性和可靠性。此外，通过分段拟合曲线或是风速外推法计算出的理论功率也存在误差，不能反映机组实际运行特性。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法，使得风电场理论功率的计算结果更加准确和可靠。
本发明提供一种基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法，包括如下步骤：
步骤一：构建包括风电机组的风速，桨距角以及实际功率的数据库；
步骤二：根据所述数据库，计算风电场内各个风电机组的理论功率；
步骤三：将风电场内各个风电机组的理论功率叠加，得到风电场理论功率。
进一步的，所述步骤一具体包括：
对风电机组在功率范围为100～1500kW内每隔1KW进行一次仿真，每次仿真过程中，设定风速变化范围为3～25m/s，风速变化步长为0.1m/s；
获取每次仿真的仿真结果做成仿真结果数据表，所述仿真结果数据表包括：风速数据、桨距角数据及实际功率数据；
统计叠加所述仿真结果数据表，构建包括风电机组的风速，桨距角以及实际功率的数据库。
进一步的，所述步骤二中，根据所述数据库，计算风电厂内单一风电机组的理论功率，具体包括如下步骤：
实时采集风电机组的实际功率，根据采集的风电机组实际功率向所述数据库中查询，锁定与所述实际功率对应的包括风速，桨距角以及实际功率的所述数据表；
实时采集风电机组的桨距角数据，并依据所述数据表，确定与采集的风电机组的桨距角数据对应的风速数据；
根据所述风速数据，通过风电机组的理论风速功率曲线，利用线性插值方式计算得出风电机组的理论功率。
进一步的，所述步骤三具体包括：按如下公式，将风电场内各个风电机组的理论功率叠加，得到风电场理论功率；
其中n为风电场所包含的风电机组总台数，Ptheory_i为单个风电机组的理论功率，PWF-theory为风电场理论功率。
本发明有益效果为：现有的风电场理论功率评估方法需要利用风电机组测风仪数据或风电场测风塔数据。然而风速是不可控的，直接利用风速推导出的风电机组/风电场理论功率无法反应机组实际运行状况，缺乏准确性以及可靠性。为了解决这一问题，提出一种基于风速-桨距角-实际功率三维定位的风电场理论功率计算方法。本发明提供的方法能够较大程度利用风电机组实际运行数据，充分考虑风电机组自身特性，通过大量仿真建立完善的数据库，使得单台风电机组的理论功率计算更加精确和可靠，进一步的，增加了叠加后的风电场理论功率的准确性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本具体实施方式采用的技术方案是：
如图1所示，图1为本发明的流程图；本发明提供了一种基于基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法具体实施方式包括以下步骤：
步骤一：构建包括风电机组的风速，桨距角以及实际功率的数据库；
具体包括：
a以某厂家1.5MW风电机组为例，利用Bladed仿真软件对风电机组在功率范围为100～1500kW内每隔1KW进行一次仿真，每次仿真过程中，设定风速变化范围为3～25m/s，风速变化步长为0.1m/s；
b获取每次仿真的仿真结果做成仿真结果数据表，所述仿真结果数据表包括：风速数据、桨距角数据及实际功率数据，仿真结果数据表是在Bladed软件中直接获得；
c统计叠加所述仿真结果数据表，构建包括风电机组的风速，桨距角以及实际功率的数据库。
步骤二：根据所述数据库，计算风电场内各个风电机组的理论功率；
其中每个风电机组的理论功率的计算，具体包括如下步骤：
a实时采集风电机组的实际功率，根据采集的风电机组实际功率向所述数据库中查询，锁定与所述实际功率对应的包括风速，桨距角以及实际功率的所述数据表；
b实时采集风电机组的桨距角数据，并依据所述数据表，确定与采集的风电机组的桨距角数据对应的风速数据；
c根据所述风速数据，通过风电机组的理论风速功率曲线，利用线性插值方式计算得出风电机组的理论功率。
步骤三：将风电场内各个风电机组的理论功率叠加，得到风电场理论功率；
具体包括：按如下公式，将风电场内各个风电机组的理论功率叠加，得到风电场理论功率；
其中n为风电场所包含的风电机组总台数，Ptheory_i为单个风电机组的理论功率，PWF-theory为风电场理论功率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：构建包括风电机组的风速，桨距角以及实际功率的数据库；
步骤二：根据所述数据库，计算风电场内各个风电机组的理论功率；
步骤三：将风电场内各个风电机组的理论功率叠加，得到风电场理论功率。
2.根据权利要求1所述的一种基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法，其特征在于：
所述步骤一具体包括：
对风电机组在功率范围为100～1500kW内每隔1KW进行一次仿真，每次仿真过程中，设定风速变化范围为3～25m/s，风速变化步长为0.1m/s；
获取每次仿真的仿真结果做成仿真结果数据表，所述仿真结果数据表包括：风速数据、桨距角数据及实际功率数据；
统计叠加所述仿真结果数据表，构建包括风电机组的风速，桨距角以及实际功率的数据库。
3.根据权利要求2所述的一种基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法，其特征在于：
所述步骤二中，根据所述数据库，计算风电厂内单一风电机组的理论功率，具体包括如下步骤：
实时采集风电机组的实际功率，根据采集的风电机组实际功率向所述数据库中查询，锁定与所述实际功率对应的包括风速，桨距角以及实际功率的所述数据表；
实时采集风电机组的桨距角数据，并依据所述数据表，确定与采集的风电机组的桨距角数据对应的风速数据；
根据所述风速数据，通过风电机组的理论风速功率曲线，利用线性插值方式计算得出风电机组的理论功率。
4.根据权利要求1所述的一种基于风机实时数据的风电场理论功率智能计算方法，其特征在于：
所述步骤三具体包括：按如下公式，将风电场内各个风电机组的理论功率叠加，得到风电场理论功率；
其中n为风电场所包含的风电机组总台数，Ptheory_i为单个风电机组的理论功率，PWF-theory为风电场理论功率。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113626990A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-09 | 许昌许继风电科技有限公司 | 基于风功率预测测风塔的风电机组功率曲线验证方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101852172A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-10-06 | 山东科技大学 | 一种考虑风电场内尾流影响的风电机组输入风速计算方法 |
| CN105022909A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-11-04 | 国家电网公司 | 一种基于机舱风速功率曲线的风电场理论功率评估方法 |
| CN105260953A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-01-20 | 甘肃省电力公司风电技术中心 | 一种综合风电场理论出力评估仿真系统和评估方法 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101852172A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-10-06 | 山东科技大学 | 一种考虑风电场内尾流影响的风电机组输入风速计算方法 |
| CN105022909A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-11-04 | 国家电网公司 | 一种基于机舱风速功率曲线的风电场理论功率评估方法 |
| CN105260953A (zh) * | 2015-12-02 | 2016-01-20 | 甘肃省电力公司风电技术中心 | 一种综合风电场理论出力评估仿真系统和评估方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 卜树坡等: "基于变速恒频双馈机组风电场功率控制的研究", 电测与仪表, no. 11, 10 June 2017 (2017-06-10) * |
| 梅华威等: "风电场及机组出力损失计算模型与方法", 《电力系统自动化》, vol. 38, no. 1, 25 January 2014 (2014-01-25), pages 12 - 16 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113626990A (zh) * | 2021-07-19 | 2021-11-09 | 许昌许继风电科技有限公司 | 基于风功率预测测风塔的风电机组功率曲线验证方法 |
| CN113626990B (zh) * | 2021-07-19 | 2023-06-06 | 许昌许继风电科技有限公司 | 基于风功率预测测风塔的风电机组功率曲线验证方法 |
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