[发明专利]一种考虑空气湿度的风电功率预测方法

权利要求书

1.一种考虑空气湿度的风电功率预测方法，它包括：

步骤1、采集基础数据信息；

步骤1所述的采集基础数据信息，包括风电场历史功率数据P_h、历史测风塔数据、历史数值天气预报、风电机组信息、风电机组及风电场运行状态、地形地貌数据；风电机组信息包括机组类型、历史风速V_h、切入风速V_ci、切出风速V_co、额定风速V_N、轮毂高度l、叶轮直径、风机额定功率P_N、理论功率-风速曲线；

步骤2、采集实时数值天气预报数据、实时输出功率数据Ps、实时风电机组及风电场运行状态数据；

步骤2所述采集实时数值天气预报数据，包括风速、风向ds、气温t、气压p、相对湿度参数；

步骤3、根据步骤2获取的实时数据，计算出风电场空气绝对湿度e’和计及空气绝对湿度的空气密度ρ；

步骤3所述计算风电场空气绝对湿度e’和计及空气绝对湿度的空气密度ρ的计算公式为：

步骤4、对功率-风速(P-V)曲线进行实时拟合修正，获得第ξ时刻拟合修正后的切入风速V_ciξ、切出风速V_coξ、额定风速V_Nξ；

步骤4所述对功率-风速(P-V)曲线进行实时拟合修正的方法包括：

步骤4.1.1、获取第λ台风机第σ时刻前的历史功率数据Ph、历史风速数据Vh、第σ时刻的实时功率Ps和实时风速Vs，形成用于实时拟合该台的功率-风速数据集，记做(Psh-Vsh)；

步骤4.1.2对功率-风速数据集(Psh-Vsh)进行多项式拟合，得到多项式拟合函数表达式P1；

P1＝p₁×x^(n-1)+p₂×x^(n-2)+...+p_i×x^(n-i)+....+p_n×x⁰

式中p₁,p₂,...,p_n为多项式拟合函数表达式P1的系数；n为多项式中x的次数；x为风速V；

步骤4.1.3对功率-风速数据集(Psh-Vsh)进行高斯拟合，获得高斯拟合函数表达式P2；

P2＝a₁×exp(-((x-b₁)/c₁)²)+a₂×exp(-((x-b₂)/c₂)²)+...+a_i×exp(-((x-b_i)/c_i)²)+...+a_m×exp(-((x-b_m)/c_m)²)；

式中a₁,a₂,...,a_m,b₁,b₂,...,b_m,c₁,c₂,...,c_m为高斯拟合函数表达式P2的系数；m为高斯拟合函数表达式的阶数；x为风速V；

步骤4.1.4对功率-风速数据集(Psh-Vsh)进行傅里叶级数拟合，获得傅里叶级数拟合函数表达式P3；

P3＝d₀+d₁×cos(x×w)+e₁×sin(x×w)+d₂×cos(x×w)+e₂×sin(x×w)+...+d_i×cos(x×w)+e_i×sin(x×w)+...+d_k×cos(x×w)+e_k×sin(x×w)

式中d₀,d₁,d₂,...,d_k,e₁,e₂,...,e_k,w为傅里叶级数拟合函数表达式P3的系数，k为傅里叶级数拟合函数表达式的阶数；x为风速V；

步骤4.1.5利用熵权法对P1、P2、P3进行加权计算，形成表达式P＝ω1×P1+ω2×P2+ω3×P3式中：ω1，ω2，ω3为权重系数，通过熵权法求得；

步骤4.1.6根据步骤4.1.5中获得的功率-风速(P-V)曲线，得到第σ时刻的切入风速V_ciσ、切出风速V_coσ、额定风速V_Nσ；

步骤5、得到第ξ时刻，第δ台风机计及空气绝对湿度的空气密度ρ的功率-风速(P_δξ-V_ξ)曲线；

步骤5所述得到第ξ时刻，第δ台风机计及空气绝对湿度的空气密度ρ的功率-风速(P_δξ-V_ξ)曲线的表达式为

步骤6、计算整个风电场第ξ时刻的风电功率预测值P_ξ。

2.根据权利要求1所述的考虑空气湿度的风电功率预测方法，其特征在于：步骤6计算得整个风电场第ξ时刻的风电功率预测值P_ξ的计算公式为：式中：为整个风电场的风电机组的台数。