[发明专利]基于测风塔数据外推法的风电场理论功率计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统新能源技术领域，具体地，涉及一种基于测风塔数据外推法的风电场理论功率计算方法。

背景技术

2006年1月1日，《可再生能源法》的正式实施为风电的发展提供了新的推动力和保障，我国的风力发电进入了大规模发展阶段，“建设大基地，接入大电网”已成为风电开发的主要模式。截止2012年底，中国累计装机容量75324.2MW，占全球的26.7％，居世界首位。

大规模风电的接入给电网调峰带来很大的压力，受调峰能力及网架结构的制约，多个风电基地出现较大规模弃风限电的情况。目前风电入网特别是并网风电弃风限电问题已成为各方关注的焦点。对风电场理论功率与电量进行计算，并进行弃风电量评估，对于协调网厂矛盾、促进风电行业的良性发展等方面具有重要意义。

风电场理论出力是指在实际风速情况下，考虑尾流效应、故障停机、厂内用电、输电损耗等因素的基础上所能发出的最大功率。由于大规模风电的集中并网，远距离输送、高电压的输送要求，呈现出与国外风电发展模式显著不同的特点，由此带来的电网技术和经济问题尤为突出，更为复杂。地处偏远的风电基地大多遭遇送出瓶颈，限电问题十分严重。因风电场的功率无法准确的预测，从而造成风能发电利用效率低，造成电网冲击等问题。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于测风塔数据外推法的风电场理论功率计算方法，以实现准确预测风电场理论功率，从而保证电网线路安全的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于测风塔数据外推法的风电场理论功率计算方法，包括以下步骤：

步骤1：选择设定范围内风电场内的测风塔，并对测风塔采集的历史数据进行分析处理；

步骤2：根据测风塔历史数据进行空气密度计算；

步骤3：根据测风塔历史数据进行功率曲线校正；

步骤4：根据测风塔历史数据中特征风机的机头风速及功率进行功率曲线拟合；

步骤5：将测风塔风速外推至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；

步骤6：输入测风塔实时测风数据及较正空气密度到上述步骤5的理论功率计算模型进行计算；

步骤7：

将轮毂高度外推测风数据与机头风速进行对比综合分析，并输出运行结果。

根据本发明的优选实施例，上述步骤2根据测风塔历史数据进行空气密度计算中，空气密度计算具体如下：

ρi=BiRTi]]>

ρ‾=1NΣi=1Nρi]]>

式中：ρ_i为瞬时平均空气密度，B_i瞬时气压，R为气体常数287.05(J/kg.K)，T_i平均气温，N为样本个数，为平均空气密度。

根据本发明的优选实施例，上述步骤3根据测风塔历史数据进行功率曲线校正中，功率曲线的校正具体如下：

如空气密度在1.225kg/m3±0.05kg/m3范围内，功率曲线无需校正；若在此范围以外，则功率曲线需进行校正具体如下：

对于失速控制、具有恒定桨矩和转速的风力发电机组，校正功率曲线可利用下式计算：

对于功率自动控制的风电机组，校正功率曲线可利用下式计算：