[发明专利]基于风速变异系数的山地风电场模型风机机械功率计算方法

说明书

本发明公开了一种基于风速变异系数的山地风电场模型风机机械功率计算方法，包括以下步骤：步骤1、根据风能数据，构建山地风电场风速时空特征参数表；步骤2、选择某一工况S，获取风速非一致性指标（风速变异系数）σ_s及其置信水平CL，进而计算变异系数上分位点σ_u和下分位点σ_l；步骤3、结合山地风电场风速时空特征参数表该工况的风速空间分布类型WSD，分别计算该σs置信区间对应的各机组风速；步骤4、选择风速时间分布类型WTD，并确定相关参数；步骤5、分别计算该σ_s置信区间对应的机组机械输出功率。本发明法解决了现有技术中反映山地风电场风速非一致性指标缺失，无法量化评价和使用风速非一致性空间分布特征等技术问题。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，具体涉及一种基于风速变异系数的山地风电场模型风机机械功率计算方法。

背景技术

随着我国环境问题的凸显，风力发电作为解决环境问题的有效手段之一，近十年来不断增长，并已成为我国继煤电、水电之后的第三大电源。截至2016年底，我国风电装机已达10万余台，累计装机容量达到1.69亿千瓦。根据我国风电规划目标，到2020年底，风电累计年发电量确保达到4200亿千瓦时，约占全国总发电量的6％，可以说风电正在成为我国能源结构的重要组成部分。但风电出力具有随机性和间歇性以及反调峰特性，给电力系统安全稳定运行提出了一系列新的问题，引起了国内外电力与能源领域工业界专家和学术界学者的广泛关注和深入研究。据统计，我国可利用的低风速资源面积约占全国风能资源区的68％。近来，随着高塔筒、大叶轮等技术创新与实践，我国内陆风电重点开发区域由限电严重的高风速“三北地区”逐渐转向接近电网负荷受端地区，不存在远距离送电问题的低风速“华南、西南、华东地区”，但此类地区海拔高、地形和气象条件复杂，山地风电场运行特性具有较为明显的差异性特征。其中，贵州特有的高原山区气象性能决定了风能所处环境有着海拔高、湿度大、地形复杂等特点，山地风电场明显区别于我国其他区域的平原、海上风电场。以贵州来看，预计2017年底，风电装机规模将达到4490兆瓦，占全网装机比例达到9.8％，提升2％；全年发电量67亿千瓦时，占全网发电量4.2％。可以预见随着风电装机比例进一步增长，将对贵州电网为代表的交直流送端电力系统安全稳定运行带来新的挑战。因此，亟需面向云贵高原地理和气候环境特点，开展山地风电场机电暂态模型及其建模方法研究，更好地掌握高比例风能接入电力系统的动态特性，从而为类似环境地区电网规划建设和运行调度关键技术进一步奠定基础。

现有技术中，风电场原动机模型侧风速模拟上一般采用在一个时段内单一机组、测风塔甚至整个风电场所有机组的平均风速，导致应用于山地风电场时，模型输出功率特性准确性不高，难以适应含复杂地形山地风电场的电力系统动态特性分析的需要；此外，近期有研究提出考虑弱一致性风速分布山地风电场的机电暂态模型构建，但却没有提出关于该弱一致性或非一致性的量化评价指标，故无法量化评价和使用山地风电场的风速非一致性空间分布特征。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点，提出一种能量化评价和使用山地风电场的风速非一致性空间分布特征，有益于风速空间分布的量化模拟，提高对于弱一致性分布山地风电场接入系统动态分析的准确性的基于风速变异系数的山地风电场模型风机机械功率计算方法。

本发明的一种基于风速变异系数的山地风电场模型风机机械功率计算方法，包括以下步骤：