[发明专利]一种风功率预测中风速功率概率性映射方法

说明书

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风功率预测中风速功率概率性映射方法。包括下列步骤：采集风电机组历史运行风速、功率数据，及风电机组信息；将正常0‑25m/s风速区间等间隔划分为多个风速子区间，对每一个风速子区间求该区间功率分布的概率密度函数、累积分布函数；对于给定风速v，通过其所在区间累积分布函数的反函数求得其映射功率值P，并通过多次计算取均值操作得到最后结果，该结果即为风速v下该种风电机组的功率映射值P。采用本发明的方法，可替代风功率预测中常规的风功率曲线映射方法，增加考虑预测过程中的概率性、多样性，能够真实反映风机实际运行状况。

技术领域

本发明属于风力发电技术领域，特别涉及一种风功率预测中风速功率概率性映射方法。

背景技术

随着化石能源紧缺与清洁环保要求，近年来大规模风力发电接入电网，但是其随机性、间歇性的特性显著降低其并网可靠性。为了提高风力发电接入电网规模、降低并网后对大电网的影响、提升电力系统发电调度规划效率，需要对风力发电机组进行短期、超短期功率预测。

现有研究中，风力发电功率预测主要分为两个主要步骤，即首先预测影响风电机组未来发电的风速值，然后将预测风速值转换为功率值。目前，对风速的预测有物理模型法、基于数据的概率预测法等，风速映射到功率的方法主要为风电机组功率曲线方法。

风电机组的标准功率曲线一般由风机生产厂家提供，但是由于风机厂家确定功率曲线时无法参考现场安装运行环境，该功率曲线的得出条件较理想，和实际运行条件存在差异，因此需要基于实际运行数据对风电机组功率曲线重新测算。目前，风电机组实际运行功率曲线的提取方法有多种，但是该功率曲线具有风速、功率的一一对应关系，即在风功率预测中相同风速对应相同功率，可称之为“确定性映射”。但是，观察风电机组历史运行数据可知，受到风速监测准确度、风机实际运行环境等原因影响，相同风速下不能保证机组出力水平相同。因此，需要改变预测风速与预测功率的映射关系，考虑风速功率映射的多样性，提高风功率预测准确度。

发明内容

本发明提出一种风功率预测中替代风电机组功率曲线的风速功率概率性映射方法，该新型映射方法可以改变现有方法中风速功率一一对应模式，增加考虑其实际运行的概率性，称为“概率性映射”。

为实现该方法，本发明采用以下技术方案：一种风功率预测中替代风电机组功率曲线的风速功率概率性映射方法，所述方法包括以下步骤：

(1)获取风电机组历史运行实际风速、实际功率数据，及风电机组信息；

历史数据来源为SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制系统)监控系统的真实风电机组风速、功率数据，数据规模以《国家电网公司企业标准Q/GDW 10588-2015风电功率预测功能规范》中所述：投运时间不足1年的风电场应包括投运后的所有历史功率数据，时间分辨率不小于5min；投运时间超过1年的风电场的历史功率数据应不少于1年，时间分辨率不小于5min。

风电机组信息包括机组类型、每类风机的单机容量、运行状态、切入风速、切出风速、额定风速、额定功率。

(2)按0-25m/s正常风速，将风速区间等间隔分割，分割区间个数可根据数据总量进行自适应修改，保证每个区间长度不大于0.5m/s，这里取0.05m/s，共500个子区间，且区间内数据样本个数不低于本方法要求的最低限制；

(3)计算每个风速区间内实际功率值的概率密度函数、累积分布函数；

(4)对某一待预测风速，首先确定该风速值所在步骤(2)的风速区间，计算该区间累积分布函数的反函数；

(5)对于给定风速v，根据区间累积分布函数的反函数计算得到该风速v的映射功率Q；