一种处理风电场静态功率等值分散性问题的等效风速法

摘要

一种处理风电场静态功率等值分散性问题的等效风速法，其特点是包括以下步骤：风电场各风电机组出力分散性分析，对各风电机组实际运行数据的统计学处理，分析各台风电机组的位置不同及相互影响的风电场内部风能的分散性，用最小误差循环搜索选取风电场整体运行行为及风电场内部分散性的风电机组；等效风速的确定，各风电机组规则排列时，对风电场4个顶角处的风速做统计学处理求出等效风速，并以此等效风速驱动下的风电机组输出功率的N倍作为风电场总输出功率的算法；基于等效风速描述风电场静态行为等值的误差分析，采用平均绝对百分比误差对风电场等值模型的输出与风电场的实际输出进行对比分析，以此评价该方法的精度及相对传统方法的优势。

主权项

1. 一种处理风电场静态功率等值分散性问题的等效风速法，其特征在于它包括以下步骤：(1)风电场各风电机组出力分散性分析a. 取风电场各风电机组一段时间内的完整的运行数据，计算风电场的平均风速、平均功率；b. 找出风速和功率差异最大的若干台风电机组的出力分散性，视为风电场的出力分散性；c. 在同一张图上绘制风速和功率差异最大的若干台风电机组的风速、功率进行对比，找出每一时刻风速、功率的最大值和最小值，绘制风速、功率的包络线；d. 计算每一时刻风速、功率最大与最小值的差，即风速、功率的偏差，如式(1)、(2)，即风电场的出力分散性；式中：△Pt为某时刻风电场出力的偏差，Pt为一台风电机组某时刻出力，△Vt为某时刻风电场风速的偏差，Vt为某时刻一台风电机组的风速；e. 为了便于衡量风电场的出力分散性，对于功率、风速用额定功率、额定风速进行标幺，得到偏差占额定功率的比例εt、εt′，如式(3)、(4)，绘制风电场出力分散性图；当风电场εt、εt′都小于10％，证明风电场每台风电机组的运行状况基本相同，视为风电场的无出力分散性，当εt、εt′大于10％，证明风电场每台风电机组的运行状况有一定差距，在风电场的建模和各种并网的研究中，需要充分考虑风电场的出力分散性；(2)等效风速的确定：风电场各风电机组规则排列时，对风电场4个顶角处的风速做统计学处理求出等效风速，并以此等效风速驱动下的风电机组输出功率的N倍作为风电场总输出功率的算法；给出该风电场的风速模型，如式(5)，式中v为平均风速(单位：n/s)；vi为第i台风电机组的风速(单位：m/s)，v为风电场各风电机组记录风速的平均值，通常选择有代表性的若干台风电机组的数据作为代表求平均值；(3)基于等效风速描述风电场静态行为等值的误差分析：采用平均绝对百分比误差，对风电场等值模型的输出与风电场的实际输出进行对比分析，以此评价该方法的精度，以及相对传统方法的优势；误差评价标准采用的是传统的平均绝对百分比误差(Mean AbsolutePercentage Error，MAPE)，设Va是实际值，而Vf是预测值，那么百分比误差(Percentage Error，PE)定义为：PE＝(Vf-Va)/Va×100％ (6)绝对百分比误差(Absolute Percentage Error，APE)定义为：APE＝|PE| (7)平均绝对百分比误差定义为：最大绝对百分比误差定义为：给出风电场记录的实测风速数据作为输入，当风电场等值模型的输出与风电场的实际输出基本相符，即为风电场的模型有效。