專(zhuān)利名稱：風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)具有波動(dòng)性、間歇性、低能量密度等特點(diǎn)，這些特點(diǎn)決定風(fēng)電功率也是波動(dòng)的、 間歇的。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中所占的比例較小時(shí)，上述特點(diǎn)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)明顯影響。但是，隨著風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的迅猛發(fā)展，風(fēng)電在電網(wǎng)中的比例不斷增加，由此風(fēng)電的這一特點(diǎn)對(duì)于電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行及保證電能質(zhì)量的影響越來(lái)越明顯。
對(duì)風(fēng)電場(chǎng)功率進(jìn)行預(yù)測(cè)，能使電力調(diào)度部門(mén)提前根據(jù)風(fēng)電功率變化及時(shí)調(diào)整調(diào)度計(jì)劃，從而保證電能質(zhì)量，減少電網(wǎng)備用容量，降低電網(wǎng)運(yùn)行成本。這是減輕風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)造成不利影響的一種有效途徑。
目前的風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法中，按照風(fēng)速預(yù)測(cè)的分辨率大小不同，可以分為以下兩種預(yù)測(cè)方式
I.風(fēng)場(chǎng)預(yù)測(cè)方式通過(guò)預(yù)測(cè)風(fēng)場(chǎng)平均風(fēng)速得到風(fēng)場(chǎng)總功率；
2.風(fēng)機(jī)預(yù)測(cè)方式通過(guò)預(yù)測(cè)單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)速得到單臺(tái)風(fēng)機(jī)功率，然后將各風(fēng)機(jī)功率求和后得到風(fēng)場(chǎng)總功率。
其中，風(fēng)機(jī)預(yù)測(cè)方式同風(fēng)場(chǎng)預(yù)測(cè)方式相比，由于其風(fēng)速預(yù)測(cè)分辨率更高，且單臺(tái)風(fēng)機(jī)風(fēng)速和功率之間映射關(guān)系更精確，因此預(yù)測(cè)精度較高。但風(fēng)機(jī)預(yù)測(cè)方式由于要對(duì)風(fēng)場(chǎng)中的每臺(tái)風(fēng)機(jī)單獨(dú)建立預(yù)測(cè)模型，對(duì)于風(fēng)機(jī)較多的風(fēng)場(chǎng)而言，其預(yù)測(cè)效率較低，且運(yùn)行及維護(hù)成本過(guò)高。發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)功率預(yù)測(cè)方法，以在較低成本下實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)功率的高效精確預(yù)測(cè)。
本發(fā)明提供的一種風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟
A、根據(jù)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源特性，確定風(fēng)場(chǎng)的主風(fēng)向；
B、按照風(fēng)機(jī)類(lèi)型，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的各風(fēng)機(jī)進(jìn)行分組；
C、對(duì)相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的各風(fēng)機(jī)，根據(jù)風(fēng)機(jī)安裝的地理位置差異進(jìn)行再分組；
D、計(jì)算各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)速值，并由風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)速值求得風(fēng)機(jī)分組的風(fēng)機(jī)功率，最后將各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下所有風(fēng)機(jī)分組的風(fēng)機(jī)功率相加求和。
由上可以看出，本發(fā)明方法通過(guò)分析風(fēng)場(chǎng)中每臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)資源特性,并結(jié)合風(fēng)機(jī)類(lèi)型將風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)劃分為多個(gè)風(fēng)機(jī)組，最終根據(jù)不同風(fēng)機(jī)組的平均風(fēng)速求得風(fēng)場(chǎng)的總功率， 由此實(shí)現(xiàn)低成本下高精度風(fēng)場(chǎng)功率的預(yù)測(cè)，且較現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)預(yù)測(cè)方式而言效率更高。
在上述方法中，所述步驟A包括以下子步驟
Al、使用風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔采集風(fēng)場(chǎng)風(fēng)向數(shù)據(jù)
A2、將該風(fēng)向數(shù)據(jù)與風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的各風(fēng)機(jī)的風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間同
A2、將具有最大風(fēng)速數(shù)據(jù)量的風(fēng)向范圍設(shè)置為該風(fēng)場(chǎng)的主風(fēng)向。
在上述方法中，所述步驟C包括以下子步驟
Cl、將與風(fēng)機(jī)類(lèi)型功率曲線的爬升區(qū)間相對(duì)應(yīng)的風(fēng)速區(qū)間確定為該類(lèi)型風(fēng)機(jī)的敏感風(fēng)速區(qū)間，取該功率曲線爬升段的上下極值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)速值作為該類(lèi)型風(fēng)機(jī)敏感風(fēng)速區(qū)間的上下界；
C2、計(jì)算各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的所有風(fēng)機(jī)的平均風(fēng)速；
C3、采集各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下所有風(fēng)機(jī)的平均風(fēng)速處于各風(fēng)機(jī)類(lèi)型的敏感風(fēng)速區(qū)間內(nèi)時(shí)，各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下每臺(tái)風(fēng)機(jī)的所有風(fēng)速數(shù)據(jù)，并求出每臺(tái)風(fēng)機(jī)的平均風(fēng)速；
C4、利用聚類(lèi)分析原理進(jìn)一步劃分在風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向下相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型中具有相近平均風(fēng)速的風(fēng)機(jī)。
由上可以看出，上述子步驟實(shí)現(xiàn)了按風(fēng)資源劃分風(fēng)機(jī)的目的，由此可將具有相近風(fēng)資源特性的風(fēng)機(jī)劃分為一組，進(jìn)而提升了整個(gè)風(fēng)場(chǎng)功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。
在上述方法中，步驟C2所述平均風(fēng)速的計(jì)算為
將風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的由風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向下所有風(fēng)機(jī)的風(fēng)速求和后除以該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的·風(fēng)機(jī)數(shù)量。
在上述方法中，所述步驟C4包括以下子步驟
C41、預(yù)設(shè)某風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的風(fēng)機(jī)分組數(shù)為N，其中N小于該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的風(fēng)機(jī)數(shù)量；
C42、提取出該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下各風(fēng)機(jī)平均風(fēng)速值中的最小值和第二小的值，以這兩個(gè)值構(gòu)成小組XI，而其余的平均風(fēng)速值構(gòu)成了另一個(gè)小組X2 ；
C43、比較小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離Xlniax-Xlniin與小組XI、X2之間的最小距離 X2min-Xlmax，其中，Xlmax為小組Xl內(nèi)的風(fēng)速最大值，Xlmin為小組Xl內(nèi)的風(fēng)速最小值，X2min為小組X2內(nèi)的風(fēng)速最小值
如果小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離小于其與小組X2之間的最小距離，則暫定Xl為一單獨(dú)的小組，并從小組X2中取出最小的兩個(gè)值形成新的小組X3，余下的數(shù)值為另一小組 X2-X3，繼續(xù)比較小組Xl、X3內(nèi)的數(shù)值最大距離與由余下數(shù)值構(gòu)成的小組X2-X3之間的最小距離，當(dāng)最終得到的分組數(shù)達(dá)到風(fēng)機(jī)分組數(shù)N時(shí)，終止分組；
如果小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離大于或等于其與小組X2之間的最小距離，則將小組X2中的最小值劃入小組Xl后，繼續(xù)比較小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離與小組X1、X2之間的最小距離，當(dāng)最終得到的分組數(shù)達(dá)到風(fēng)機(jī)分組數(shù)N時(shí)，終止分組。
在上述方法中，所述步驟C42還包括將上述各風(fēng)機(jī)平均風(fēng)速數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理成取小數(shù)點(diǎn)后一位的數(shù)據(jù)。
在上述方法中，在所述步驟C4之后還包括
對(duì)于各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下已分好的小組，計(jì)算出各小組的平均風(fēng)速值后，將各小組的平均風(fēng)速值作為一大組風(fēng)速數(shù)據(jù)，繼續(xù)利用聚類(lèi)分析原理將這一大組風(fēng)速數(shù)據(jù)劃分為若干小組。
在上述方法中，所述利用聚類(lèi)分析原理劃分一大組風(fēng)速數(shù)據(jù)包括以下步驟
預(yù)設(shè)分組數(shù)為N’，其中N’小于該大組風(fēng)速數(shù)據(jù)的數(shù)量；
提取出該大組風(fēng)速數(shù)據(jù)中的最小值和第二小的值，以這兩個(gè)值構(gòu)成小組Y1，而其余的風(fēng)速數(shù)據(jù)構(gòu)成了另一個(gè)小組Y2 ；
比較小組Yl內(nèi)的數(shù)值最大距離Ylniax-Ylniin與小組Yl、Y2之間的最小距離 Y2min-Ylmax，其中，Ylmax為小組Yl內(nèi)的風(fēng)速最大值，Ylmin為小組Yl內(nèi)的風(fēng)速最小值，Y2min為小組Y2內(nèi)的風(fēng)速最小值
如果小組Yl內(nèi)的數(shù)值最大距離小于其與小組Y2之間的最小距離，則暫定Yl為一單獨(dú)的小組，并從小組Y2中取出最小的兩個(gè)值形成新的小組X3，余下的數(shù)值為另一小組 Y2-Y3，繼續(xù)比較小組Yl、Y3內(nèi)的數(shù)值最大距離與由余下數(shù)值構(gòu)成的小組Υ2-Υ3之間的最小距離，當(dāng)最終得到的分組數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)分組數(shù)N’時(shí)，終止分組；
如果小組Yl內(nèi)的數(shù)值最大距離大于或等于其與小組Υ2之間的最小距離，則將小組Υ2中的最小值劃入小組Yl后，繼續(xù)比較小組Yl內(nèi)的數(shù)值最大距離與小組Υ1、Υ2之間的最小距離，當(dāng)最終得到的分組數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)分組數(shù)N’時(shí)，終止分組。


圖I為本發(fā)明提供的風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法流程圖2為某風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔風(fēng)向數(shù)據(jù)分布圖；·
圖3為各種不同類(lèi)型風(fēng)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)功率曲線圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供的一種風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法的主要原理是根據(jù)風(fēng)機(jī)在風(fēng)場(chǎng)具有代表性的風(fēng)況條件下的風(fēng)速差異，將風(fēng)機(jī)分組，最終將由每個(gè)風(fēng)機(jī)組的平均風(fēng)機(jī)風(fēng)速求得的每個(gè)風(fēng)機(jī)組風(fēng)機(jī)功率求和得出風(fēng)場(chǎng)總功率，由此無(wú)需計(jì)算每臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)機(jī)功率，只需計(jì)算具有相同風(fēng)資源特性的風(fēng)機(jī)平均功率后將各組平均功率求和便可得到風(fēng)場(chǎng)總功率。因此，在保證了風(fēng)場(chǎng)總功率計(jì)算精度的同時(shí)，省去了大量的冗繁計(jì)算。
下面結(jié)合附圖，詳細(xì)介紹本發(fā)明提供的一種風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法。
如圖I所示，本發(fā)明的風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法包括以下步驟
步驟100 :根據(jù)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源特性，確定風(fēng)場(chǎng)的主風(fēng)向。
在風(fēng)電場(chǎng)中，對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)速影響最大的是風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向，風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向?yàn)榫哂写硇缘娘L(fēng)況條件，因此，各風(fēng)機(jī)在風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向下的風(fēng)機(jī)風(fēng)速為具有代表性的風(fēng)機(jī)風(fēng)速。
在本步驟中，使用風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔采集風(fēng)場(chǎng)風(fēng)向數(shù)據(jù)，同時(shí)將該風(fēng)向數(shù)據(jù)與風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的各風(fēng)機(jī)的風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間同步(以便能夠真實(shí)反映在當(dāng)前風(fēng)向下的風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)風(fēng)速)，并將采集到的風(fēng)向數(shù)據(jù)量和風(fēng)向值作成如圖2所示的風(fēng)向數(shù)據(jù)分布圖，其中， 橫坐標(biāo)為測(cè)風(fēng)塔在一定時(shí)間內(nèi)采集到的風(fēng)向數(shù)據(jù)量，縱坐標(biāo)為測(cè)風(fēng)塔風(fēng)向值。分析該風(fēng)向數(shù)據(jù)分布圖，可根據(jù)風(fēng)向區(qū)間范圍內(nèi)采集到的風(fēng)向數(shù)據(jù)量的多少作為判斷主風(fēng)向的標(biāo)準(zhǔn)。 例如，如圖2所示，在風(fēng)向值為O至90度時(shí)風(fēng)向數(shù)據(jù)量最大，大約有18000個(gè)左右；在風(fēng)向值為180至270度時(shí)，風(fēng)向數(shù)據(jù)量其次，大約有8000個(gè)左右；而在風(fēng)向值為90至180度和 270至360度時(shí)，風(fēng)向數(shù)據(jù)量很少。由于在風(fēng)向值為O至90度這個(gè)區(qū)間范圍內(nèi)采集到的風(fēng)向數(shù)據(jù)量最大，因此可以分析出該風(fēng)場(chǎng)的主風(fēng)向在O至90度這個(gè)區(qū)間范圍。
步驟200 :根據(jù)風(fēng)機(jī)類(lèi)型，對(duì)各風(fēng)機(jī)進(jìn)行初步分組。
由于風(fēng)電場(chǎng)通常會(huì)裝配各種不同廠家的風(fēng)機(jī)或同一廠家不同型號(hào)的風(fēng)機(jī)，而不同風(fēng)機(jī)類(lèi)型的功率曲線會(huì)有較大差異。將具有相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型的風(fēng)機(jī)劃分為一組，以減少預(yù)測(cè)對(duì)象數(shù)量過(guò)多帶來(lái)的冗繁計(jì)算。
步驟300 :根據(jù)風(fēng)機(jī)安裝的地理位置差異，對(duì)相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的各風(fēng)機(jī)進(jìn)行分組。
對(duì)于一組具有相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型的風(fēng)機(jī)來(lái)說(shuō)，由于安裝地理位置的差異，會(huì)導(dǎo)致這一組中每臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)資源有所差別，而風(fēng)資源差別會(huì)使每臺(tái)風(fēng)機(jī)輸出不同的功率。由此，為了將具有相近輸出功率的風(fēng)機(jī)劃分在一起，需要根據(jù)風(fēng)資源差別，進(jìn)一步對(duì)同一組內(nèi)具有同一風(fēng)機(jī)類(lèi)型的各風(fēng)機(jī)分組。
如圖3所示，根據(jù)風(fēng)機(jī)類(lèi)型對(duì)應(yīng)的功率曲線特性可知，在功率曲線爬升階段的風(fēng)速區(qū)間內(nèi)，風(fēng)機(jī)功率值會(huì)因風(fēng)速值的輕微改變而產(chǎn)生大幅度的變化，這一風(fēng)速區(qū)間即為風(fēng)機(jī)功率的敏感風(fēng)速區(qū)間。由此可知，風(fēng)機(jī)的功率變化主要取決于風(fēng)機(jī)功率在敏感風(fēng)速區(qū)間中的變化，而風(fēng)機(jī)功率在其他風(fēng)速區(qū)間中的變化幾乎可忽略不計(jì)。因此，在預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)功率時(shí)，只需預(yù)測(cè)風(fēng)機(jī)在功率敏感風(fēng)速區(qū)間中的功率即可。步驟300的具體實(shí)施過(guò)程如下
首先，將與某種風(fēng)機(jī)類(lèi)型功率曲線的爬升區(qū)間相對(duì)應(yīng)的風(fēng)速區(qū)間確定為該類(lèi)型風(fēng)機(jī)的敏感風(fēng)速區(qū)間，取該功率曲線爬升段的上下極值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)速值作為該類(lèi)型風(fēng)機(jī)敏感風(fēng)速區(qū)間的上下界。
然后，計(jì)算該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的所有風(fēng)機(jī)的平均風(fēng)速，也就是將該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的由風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向(風(fēng)向值在O至90度這個(gè)區(qū)間范圍時(shí))下所有風(fēng)機(jī)的風(fēng)速求和后除以該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的風(fēng)機(jī)數(shù)量。在此之后，采集該風(fēng)機(jī)類(lèi)型風(fēng)機(jī)組的平均風(fēng)速處于該風(fēng)機(jī)類(lèi)型的敏感風(fēng)速區(qū)間內(nèi)時(shí)該風(fēng)機(jī)組內(nèi)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的所有風(fēng)速數(shù)據(jù)，并求出每臺(tái)風(fēng)機(jī)的平均風(fēng)速，即在該風(fēng)機(jī)類(lèi)型風(fēng)機(jī)組的平均風(fēng)速處于所述敏感風(fēng)速區(qū)間內(nèi)時(shí)該風(fēng)機(jī)組內(nèi)每臺(tái)風(fēng)機(jī)的平均風(fēng)速。而該風(fēng)機(jī)組內(nèi)每臺(tái)風(fēng)機(jī)間的平均風(fēng)速差異，即為在風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向下由于風(fēng)機(jī)安裝地理位置的不同而產(chǎn)生的每臺(tái)風(fēng)機(jī)間的風(fēng)速差異。
最后，利用聚類(lèi)分析原理進(jìn)一步劃分在風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向下相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型中(因安裝地理位置差異)具有不同風(fēng)資源的風(fēng)機(jī)。具體為利用所謂聚類(lèi)分析原理中的分解法，即聚類(lèi)開(kāi)始把所有個(gè)體(觀測(cè)量或變量)都視為屬于一大類(lèi)，然后根據(jù)距離和相似性逐層分解，直到分組數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值或參與聚類(lèi)的每個(gè)個(gè)體自成一類(lèi)為止。在下文中，以具體實(shí)例詳細(xì)說(shuō)明如何利用聚類(lèi)分析原理進(jìn)一步劃分在風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向下相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型中具有不同風(fēng)資源的風(fēng)機(jī)。
首先，預(yù)設(shè)某種風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的風(fēng)機(jī)分組數(shù)為N (N小于該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的風(fēng)機(jī)數(shù)量)。 之后，提取出該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下各風(fēng)機(jī)平均風(fēng)速值中的最小值和第二小的值，以這兩個(gè)值構(gòu)成第一個(gè)小組XI。而其余的平均風(fēng)速值構(gòu)成了另一個(gè)小組X2。其中，為了增大數(shù)據(jù)間的顆粒度以便于分組計(jì)算，可將上述各風(fēng)機(jī)平均風(fēng)速數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理成取小數(shù)點(diǎn)后一位的數(shù)據(jù)。
接著，比較小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離(Ximax-Ximin，其中，Xlmax為小組Xl內(nèi)的最大值，Xlmin為小組Xl內(nèi)的最小值)與小組XI、X2之間的最小距離(X2min-Xlmax，其中，X2min為小組X2內(nèi)的最小值)。如果小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離小于其與小組X2之間的最小距離， 則暫定Xl為一單獨(dú)的小組，并從小組X2中取出最小的兩個(gè)值形成新的小組X3，余下的數(shù)值為另一小組(X2-X3)，繼續(xù)比較各小組XI、X3內(nèi)的數(shù)值最大距離與由余下數(shù)值構(gòu)成的小組X2-X3之間的最小距離；否則(小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離大于或等于其與小組X2之間的最小距離),將小組X2中的最小值劃入小組Xl后,繼續(xù)比較小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離與小組XI、X2之間的最小距離。通過(guò)循環(huán)執(zhí)行上述過(guò)程，當(dāng)最終得到的分組數(shù)達(dá)到風(fēng)機(jī)分組數(shù) N時(shí)，終止分組。
此外，為了更加精確地預(yù)測(cè)風(fēng)場(chǎng)功率，還可以進(jìn)一步劃分各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下已分好的小組。具體為計(jì)算出風(fēng)機(jī)類(lèi)型下各小組的平均風(fēng)速值后，將各小組的平均風(fēng)速值作為一大組風(fēng)速數(shù)據(jù)，繼續(xù)利用聚類(lèi)分析原理劃分組風(fēng)速數(shù)據(jù)，具體過(guò)程同上，不再贅述。
步驟400 :將各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下所有風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)機(jī)功率相加，求得風(fēng)電場(chǎng)預(yù)測(cè)功率。
在本步驟中，計(jì)算各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)速值，根據(jù)風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)速值得到風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)機(jī)功率(通過(guò)風(fēng)速計(jì)算風(fēng)機(jī)功率的具體算方法為公知常識(shí)，在此不再贅述)，最后將各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下所有風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)機(jī)功率相加求和，便得到了風(fēng)電場(chǎng)功率。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟A、根據(jù)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源特性，確定風(fēng)場(chǎng)的主風(fēng)向；B、按照風(fēng)機(jī)類(lèi)型，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的各風(fēng)機(jī)進(jìn)行分組；C、對(duì)相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的各風(fēng)機(jī)，根據(jù)風(fēng)機(jī)安裝的地理位置差異進(jìn)行再分組；D、計(jì)算各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)速值，并由風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)速值求得風(fēng)機(jī)分組的風(fēng)機(jī)功率，最后將各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下所有風(fēng)機(jī)分組的風(fēng)機(jī)功率相加求和。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述步驟A包括以下子步驟Al、使用風(fēng)場(chǎng)測(cè)風(fēng)塔采集風(fēng)場(chǎng)風(fēng)向數(shù)據(jù)A2、將該風(fēng)向數(shù)據(jù)與風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的各風(fēng)機(jī)的風(fēng)速數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間同步；A2、將具有最大風(fēng)速數(shù)據(jù)量的風(fēng)向范圍設(shè)置為該風(fēng)場(chǎng)的主風(fēng)向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步驟C包括以下子步驟Cl、將與風(fēng)機(jī)類(lèi)型功率曲線的爬升區(qū)間相對(duì)應(yīng)的風(fēng)速區(qū)間確定為該類(lèi)型風(fēng)機(jī)的敏感風(fēng)速區(qū)間，取該功率曲線爬升段的上下極值所對(duì)應(yīng)的風(fēng)速值作為該類(lèi)型風(fēng)機(jī)敏感風(fēng)速區(qū)間的上下界；C2、計(jì)算各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的所有風(fēng)機(jī)的平均風(fēng)速；C3、采集各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下所有風(fēng)機(jī)的平均風(fēng)速處于各風(fēng)機(jī)類(lèi)型的敏感風(fēng)速區(qū)間內(nèi)時(shí)，各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下每臺(tái)風(fēng)機(jī)的所有風(fēng)速數(shù)據(jù)，并求出每臺(tái)風(fēng)機(jī)的平均風(fēng)速；C4、利用聚類(lèi)分析原理進(jìn)一步劃分在風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向下相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型中具有相近平均風(fēng)速的風(fēng)機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟C2所述平均風(fēng)速的計(jì)算為將風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的由風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集到的風(fēng)場(chǎng)主風(fēng)向下所有風(fēng)機(jī)的風(fēng)速求和后除以該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的風(fēng)機(jī)數(shù)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟C4包括以下子步驟C41、預(yù)設(shè)某風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的風(fēng)機(jī)分組數(shù)為N，其中N小于該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的風(fēng)機(jī)數(shù)量；C42、提取出該風(fēng)機(jī)類(lèi)型下各風(fēng)機(jī)平均風(fēng)速值中的最小值和第二小的值，以這兩個(gè)值構(gòu)成小組XI，而其余的平均風(fēng)速值構(gòu)成了另一個(gè)小組X2 ；C43、比較小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離Xlmax-Xlmin與小組Xl、X2之間的最小距離 X2min-Xlmax，其中，Xlmax為小組Xl內(nèi)的風(fēng)速最大值，Xlmin為小組Xl內(nèi)的風(fēng)速最小值，X2min為小組X2內(nèi)的風(fēng)速最小值如果小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離小于其與小組X2之間的最小距離，則暫定Xl為一單獨(dú)的小組，并從小組X2中取出最小的兩個(gè)值形成新的小組X3，余下的數(shù)值為另一小組X2-X3， 繼續(xù)比較小組XI、X3內(nèi)的數(shù)值最大距離與由余下數(shù)值構(gòu)成的小組X2-X3之間的最小距離， 當(dāng)最終得到的分組數(shù)達(dá)到風(fēng)機(jī)分組數(shù)N時(shí)，終止分組；如果小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離大于或等于其與小組X2之間的最小距離，則將小組X2 中的最小值劃入小組Xl后，繼續(xù)比較小組Xl內(nèi)的數(shù)值最大距離與小組XI、X2之間的最小距離，當(dāng)最終得到的分組數(shù)達(dá)到風(fēng)機(jī)分組數(shù)N時(shí)，終止分組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟C42還包括將上述各風(fēng)機(jī)平均風(fēng)速數(shù)據(jù)統(tǒng)一處理成取小數(shù)點(diǎn)后一位的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步驟C4之后還包括對(duì)于各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下已分好的小組，計(jì)算出各小組的平均風(fēng)速值后，將各小組的平均風(fēng)速值作為一大組風(fēng)速數(shù)據(jù)，繼續(xù)利用聚類(lèi)分析原理將這一大組風(fēng)速數(shù)據(jù)劃分為若干小組。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用聚類(lèi)分析原理劃分一大組風(fēng)速數(shù)據(jù)包括以下步驟預(yù)設(shè)分組數(shù)為N’，其中N’小于該大組風(fēng)速數(shù)據(jù)的數(shù)量；提取出該大組風(fēng)速數(shù)據(jù)中的最小值和第二小的值，以這兩個(gè)值構(gòu)成小組Y1，而其余的風(fēng)速數(shù)據(jù)構(gòu)成了另一個(gè)小組Y2 ；比較小組Yl內(nèi)的數(shù)值最大距離Ylmax-Ylmin與小組Yl、Y2之間的最小距離Y2min_Ylmax， 其中，YU為小組Yl內(nèi)的風(fēng)速最大值，Ylmin為小組Yl內(nèi)的風(fēng)速最小值，Y2min為小組Y2內(nèi)的風(fēng)速最小值如果小組Yl內(nèi)的數(shù)值最大距離小于其與小組Y2之間的最小距離，則暫定Yl為一單獨(dú)的小組，并從小組Y2中取出最小的兩個(gè)值形成新的小組X3，余下的數(shù)值為另一小組Y2-Y3， 繼續(xù)比較小組Yl、Y3內(nèi)的數(shù)值最大距離與由余下數(shù)值構(gòu)成的小組Y2-Y3之間的最小距離， 當(dāng)最終得到的分組數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)分組數(shù)N’時(shí)，終止分組；如果小組Yl內(nèi)的數(shù)值最大距離大于或等于其與小組Y2之間的最小距離，則將小組Y2 中的最小值劃入小組Yl后，繼續(xù)比較小組Yl內(nèi)的數(shù)值最大距離與小組Yl、Y2之間的最小距離，當(dāng)最終得到的分組數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)分組數(shù)N’時(shí)，終止分組。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟A、根據(jù)風(fēng)場(chǎng)風(fēng)資源特性，確定風(fēng)場(chǎng)的主風(fēng)向；B、按照風(fēng)機(jī)類(lèi)型，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的各風(fēng)機(jī)進(jìn)行分組；C、對(duì)相同風(fēng)機(jī)類(lèi)型下的各風(fēng)機(jī)，根據(jù)風(fēng)機(jī)安裝的地理位置差異進(jìn)行再分組；D、計(jì)算各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)速值，并由風(fēng)機(jī)分組的平均風(fēng)速值求得風(fēng)機(jī)分組的風(fēng)機(jī)功率，最后將各風(fēng)機(jī)類(lèi)型下所有風(fēng)機(jī)分組的風(fēng)機(jī)功率相加求和。從而在較低成本下實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)功率的高效精確預(yù)測(cè)。
文檔編號(hào)G06Q50/06GK102945509SQ201210397828
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者孫翰墨, 申?duì)T, 孟凱鋒, 李闖 申請(qǐng)人:中能電力科技開(kāi)發(fā)有限公司