風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法、解纜方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法、解纜方法和裝置。所述風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法包括：獲取當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)；以所述風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型中獲取未來預(yù)定時間段內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率分布函數(shù)；根據(jù)所述風(fēng)速的概率分布函數(shù)計算得到所述未來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率。通過本發(fā)明的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法、解纜方法和裝置，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確、及時地預(yù)測風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，從而為風(fēng)電機(jī)組解纜提供技術(shù)依據(jù)，進(jìn)而在提高了風(fēng)能利用效率和發(fā)電量的同時，有效地減少了電纜事故的發(fā)生。
【專利說明】
風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法、解纜方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，尤其涉及一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法、解纜方法和 裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了有效地利用風(fēng)能資源，大型風(fēng)電場的并網(wǎng)運(yùn)行都需要配備風(fēng)力發(fā)電預(yù)測系 統(tǒng)。風(fēng)功率預(yù)測是指風(fēng)電場中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電功率預(yù)測。如果沒有預(yù)測系統(tǒng)的支持，或者 預(yù)測的不夠準(zhǔn)確，風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量和電力系統(tǒng)的安全性都得不到保證。由此，準(zhǔn)確的風(fēng)功 率預(yù)測是提高風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量，電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的有效手段。
[0003] 與此同時，風(fēng)功率預(yù)測為風(fēng)電機(jī)組解纜提供技術(shù)依據(jù)。因此，風(fēng)功率預(yù)測的準(zhǔn)確度 直接影響到風(fēng)電機(jī)組的解纜操作的安全性。舉例來說，風(fēng)電機(jī)組在捕獲風(fēng)能的過程中需要 反復(fù)的偏航來進(jìn)行準(zhǔn)確對風(fēng)以獲取最大功率。由于風(fēng)的不確定性和不穩(wěn)定性的存在，如果 風(fēng)力發(fā)電機(jī)連續(xù)的往某一個方向不斷地偏轉(zhuǎn)，則會發(fā)生由于不斷的往一個方向偏轉(zhuǎn)造成偏 航電纜纏繞在一起，甚至是電纜絞死的事故發(fā)生。
[0004] 目前，現(xiàn)有的風(fēng)功率預(yù)測方法通常有以下兩種:一是基于風(fēng)電機(jī)組功率曲線來評 估風(fēng)機(jī)輸出功率，二是采用聚類分析理論。然而，上述方法具有以下不足之處:對于第一種 方法，表現(xiàn)出實(shí)效性和及時性較差;對于第二種方法，表現(xiàn)出沒有結(jié)合此理論對風(fēng)功率預(yù)測 中氣象數(shù)據(jù)和風(fēng)速數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的信息進(jìn)行詳細(xì)剖析，導(dǎo)致風(fēng)功率預(yù)測的準(zhǔn)確度不高。進(jìn)而 影響到風(fēng)電機(jī)組的解纜操作，不可避免地會發(fā)生電纜事故?？梢姡L(fēng)電機(jī)組發(fā)電量得不到提 升的同時，使得電力系統(tǒng)的安全性也無法保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于，提供一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法、解纜方法和裝置， 以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、及時地預(yù)測風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，從而為風(fēng)電機(jī)組解纜提供技術(shù)依據(jù)，進(jìn)而在 提高風(fēng)能利用效率和發(fā)電量的同時，有效地減少電纜事故的發(fā)生。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法，所 述方法包括:獲取當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)；以所述風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的 風(fēng)功率預(yù)測模型中獲取未來預(yù)定時間段內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率分布函數(shù);根據(jù) 所述風(fēng)速的概率分布函數(shù)計算得到所述未來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的 輸出功率。
[0007] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種風(fēng)電機(jī)組解纜方法，所述方法包括:獲取風(fēng)電機(jī)組 當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)向數(shù)據(jù)；以所述風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率 預(yù)測模型獲取所述風(fēng)電機(jī)組在未來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率，并根據(jù)所述 不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率計算所述未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量；以所述風(fēng)速數(shù) 據(jù)作為輸入，從所述預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型中獲取所述風(fēng)電機(jī)組在未來預(yù)定時間段內(nèi) 的主風(fēng)向數(shù)據(jù);根據(jù)所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)向數(shù)據(jù)，以及所述未來預(yù)定時間 段內(nèi)的發(fā)電量和所述主風(fēng)向數(shù)據(jù)，確定是否對所述風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。
[0008] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置，所述裝置包括:風(fēng)速數(shù) 據(jù)獲取模塊，用于獲取當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù);函數(shù)獲取模塊，用于以所述風(fēng)速數(shù)據(jù) 作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型中獲取未來預(yù)定時間段內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng) 速的概率分布函數(shù);功率計算模塊，用于根據(jù)所述風(fēng)速的概率分布函數(shù)計算得到所述未來 預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率。
[0009] 本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種風(fēng)電機(jī)組解纜裝置，所述裝置包括:第一數(shù)據(jù)獲取 模塊，用于獲取風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)向數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)獲取及計算模塊，用 于以所述風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型獲取所述風(fēng)電機(jī)組在未來預(yù)定 時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率，并根據(jù)所述不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率計算所述未 來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量;第二數(shù)據(jù)獲取模塊，用于以所述風(fēng)向數(shù)據(jù)作為輸入，從 預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型獲取所述風(fēng)電機(jī)組在未來預(yù)定時間段內(nèi)的主風(fēng)向數(shù)據(jù);解纜確 定模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)向數(shù)據(jù)，以及所述未來預(yù)定時間段 內(nèi)的發(fā)電量和所述主風(fēng)向數(shù)據(jù)，確定是否對所述風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法、解纜方法和裝置，通過將獲 取的當(dāng)前一段時間的風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入到預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型，從而得到未來一段時間 內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率分布函數(shù)，進(jìn)一步根據(jù)風(fēng)速的概率分布函數(shù)準(zhǔn)確、及時 地預(yù)測風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，從而為風(fēng)電機(jī)組解纜提供技術(shù)依據(jù)，進(jìn)而在提高了風(fēng)能利用 效率和發(fā)電量的同時，降低了電纜事故的發(fā)生率。與此同時，節(jié)約了成本，廣泛應(yīng)用于各個 風(fēng)電場。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法的流程示意圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法中風(fēng)速的概率分布曲線圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的風(fēng)電機(jī)組解纜方法的流程示意圖；
[0014] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例四的風(fēng)電機(jī)組解纜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法、解纜方 法和裝置。
[0017] 本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思，是基于預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型，以及實(shí)時采集的當(dāng)前時 間段內(nèi)影響風(fēng)電機(jī)組輸出功率的風(fēng)況數(shù)據(jù)(如風(fēng)速、風(fēng)向），得到未來時間段內(nèi)風(fēng)況變化趨 勢的信息，再依據(jù)風(fēng)況變化趨勢的信息準(zhǔn)確、及時地預(yù)測風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，以實(shí)現(xiàn)為風(fēng) 電機(jī)組解纜控制提供可靠性高的技術(shù)依據(jù)，從而在提高了風(fēng)能利用效率和發(fā)電量的同時， 降低了電纜事故的發(fā)生率。
[0018] 實(shí)施例一
[0019] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法的流程示意圖，如圖1所示，可 在如實(shí)施例三所述的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置上執(zhí)行所述方法。風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法 包括：
[0020] 步驟110:獲取當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)。
[0021] 在具體的實(shí)現(xiàn)方式中，可在選定的風(fēng)電場中以抽樣方式選取待測試的風(fēng)電機(jī)組。 風(fēng)速數(shù)據(jù)通?？赏ㄟ^例如，但不限于，激光雷達(dá)測風(fēng)裝置、風(fēng)速儀等測風(fēng)設(shè)備測得。以激光 雷達(dá)測風(fēng)裝置為例，其具有較好的氣象測量性能，且受地理局限性較小，因此能夠準(zhǔn)確地測 量風(fēng)力發(fā)電機(jī)組周圍的如風(fēng)速等氣象數(shù)據(jù)。
[0022] 步驟120:以風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型中獲取未來預(yù)定時 間段內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率分布函數(shù)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明示例性的實(shí)施例，步驟120可包括:根據(jù)風(fēng)速數(shù)據(jù)計算當(dāng)前預(yù)定時間段 內(nèi)的風(fēng)速的平均值;根據(jù)當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速的平均值，從風(fēng)功率預(yù)測模型中推算出 風(fēng)速的概率分布函數(shù)。
[0024] 其中，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，風(fēng)速的概率分布函數(shù)可具體為下式(1):
[0025]
-T
[0026] 其中，F(xiàn)(V)為風(fēng)速的概率分布函數(shù)，v為風(fēng)速，vare為當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)速的平均 值。
[0027] 根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，風(fēng)速的概率分布函數(shù)可具體為下式(2):
[0028]( \
[0029] 其中，P(Vm)為風(fēng)
速的概率分布函數(shù)，C為尺度系數(shù)，k為形狀系數(shù)，Vm為當(dāng)前預(yù)定時 間段內(nèi)風(fēng)速的平均值。
[0030] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例一的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法中風(fēng)速的概率分布曲線圖，參 照圖2,這里，形狀系數(shù)k是重要參數(shù)，它決定著上述風(fēng)速的概率分布曲線的基本形狀，尺度 系數(shù)C起放大或者縮小的作用，但是不會影響風(fēng)速的概率分布曲線的形狀。
[0031] 時間段內(nèi)風(fēng)速的平均值1的表達(dá)式具體為下式(3):
[0032] 式
[0033] 其中，Vm為當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)速的平均值，tP為當(dāng)前預(yù)定時間段對應(yīng)的時間長度 的值，t 〇為當(dāng)前預(yù)定時間段的起始時刻。
[0034] 步驟130,根據(jù)風(fēng)速的概率分布函數(shù)計算得到未來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng) 的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明示例性的實(shí)施例，步驟130可包括根據(jù)下式(4)，計算不同風(fēng)速下對應(yīng) 的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率：
[0036] P = 〇.53tR2p[F(V)]3Cp(A,P)................................................式（4)
[0037] 其中，P為風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，F(xiàn)(V)為風(fēng)速的概率分布函數(shù)，R為風(fēng)機(jī)葉輪半徑，P 為空氣密度，Cp為風(fēng)能利用系數(shù)，λ為葉尖速比，β為葉片槳距角。
[0038] 這里，通過下式(5)和式(6)可計算上述式(4)中的風(fēng)能利用系數(shù)：
[0039] .式（.5)
[0040] ................................式（6)
[0041] 其中，Cp為風(fēng)能利用系數(shù)，λ為葉尖速比，β為葉片槳距角。需要說明的是，Ai僅是一 個與葉尖速比λ和槳距角β相關(guān)的表達(dá)式，引入1,是為了使Cp的表達(dá)式簡潔，以免看上去過 于復(fù)雜。
[0042] 此外，繼續(xù)參照圖2,可以看出很少會發(fā)生風(fēng)速特別大的情況，一般情況下風(fēng)速最 容易出現(xiàn)在5m/s到lOm/s這個范圍內(nèi)。與此同時，地表的高度也在影響著平均風(fēng)速的大小。 在陸地上即使地表相對比較平坦沒有物體的阻礙，還是會在空氣中存在著摩擦力來影響處 在海拔高度較低地帶的風(fēng)能資源，這種現(xiàn)象被稱為風(fēng)切變現(xiàn)象。風(fēng)切變現(xiàn)象隨著海拔高度 的下降對風(fēng)能的影響效果會更為顯著，風(fēng)切變對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)能否順利工作影響極大。風(fēng) 切變現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型如下式(7)所示：
[0043]
式（7)
[0044] 其中，z為在地表以上的高度，Zref為參考高度，Zref-般取值為10米，ZQ代表地表粗 糙程度。對于不同種類的地貌，ZO的取值也會有不同。
[0045] 根據(jù)物理學(xué)的原理，流體在單位體積內(nèi)所具有的動能如下式(8)所示：
[0046] ^ (R)
[0047] 有的動能，p為空氣密度，v為流速。對于一個氣流，假設(shè)該氣流以 速度V來通過橫截面積為S的物體，則該氣流的流速V具體為S V，此時所產(chǎn)生的風(fēng)能如下式 (9)所示：
[0048] rFts (Q) >'< V V '· · ?·?.?.·'*?· ?. ? · * ? '·' * ??.?'? * .· ? · ? *·*???'?.·? ? · '?· ? >'?'*? ?* · ·· · · * \ y
[0049] 其中，E'為風(fēng)能，P為空氣密度，S為橫截面積，V為流速。
[0050] 因此，根據(jù)本發(fā)明另一示例性的實(shí)施例，步驟130可包括根據(jù)下式（10)，計算不同 風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率：
[0051]
........................................................................................,·式（10)
[0052]其中，P為風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，P(Vm)為風(fēng)速的概率分布函數(shù)，4為當(dāng)前預(yù)定時間 段對應(yīng)的時間長度的值，P為空氣密度，S為橫截面積。
[0053]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，創(chuàng)建風(fēng)功率預(yù)測模型的方法可包括:獲取多組樣本數(shù) 據(jù)，并根據(jù)樣本數(shù)據(jù)生成所有樣本數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣，樣本數(shù)據(jù)包括反映風(fēng)電機(jī)組氣象 信息和/或地理信息的環(huán)境數(shù)據(jù)和反映風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù);對相關(guān)系數(shù)矩 陣進(jìn)行因子分析，得到包括各樣本數(shù)據(jù)對多個預(yù)設(shè)公共因子的影響參數(shù)的風(fēng)功率預(yù)測矩 陣，并利用風(fēng)功率預(yù)測矩陣生成風(fēng)功率預(yù)測模型。
[0054] 考慮到影響風(fēng)功率的因素可能涉及到風(fēng)電機(jī)組所處的外界環(huán)境和風(fēng)電機(jī)組自身 狀況，由此，針對涉及到的上述兩個方面可以獲取多種能夠反映氣象信息、地理信息和風(fēng)電 機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)?；谟绊戯L(fēng)功率的因素可分別設(shè)置相應(yīng)的傳感器，以采集相應(yīng)因素 的樣本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)值。
[0055] 這里，對于外界環(huán)境方面，環(huán)境數(shù)據(jù)可包括，但不限于，以下至少一種:風(fēng)速、風(fēng)向、 水平氣壓梯度力、摩擦力、溫度、空氣濕度、空氣密度、地形參數(shù)和云層高度。而對于風(fēng)電機(jī) 組自身因素方面，機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)可包括，但不限于，以下至少一種:輸出功率、偏航角度、偏 航方向和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。
[0056]在實(shí)際應(yīng)用中，可將獲得的樣本數(shù)據(jù)經(jīng)由數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換采集裝置傳輸至現(xiàn)有的AWS云 平臺上。其中，數(shù)據(jù)傳輸所采用的技術(shù)可以是光纖、3G、藍(lán)牙、以太網(wǎng)、無線共享等，但不限于 此。數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问绞羌償?shù)字信號。數(shù)據(jù)存儲位置可以是AWS云平臺、自行建立的數(shù)據(jù)存儲 云平臺、自行搭建的數(shù)據(jù)存儲主機(jī)等。然后，在云端利用大數(shù)據(jù)等各種分析計算手段對數(shù)據(jù) 進(jìn)行處理，從而建立風(fēng)功率預(yù)測模型。并通過計算機(jī)實(shí)時仿真技術(shù)對模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證，同 時結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不斷修正風(fēng)功率預(yù)測模型，從而建立準(zhǔn)確、可靠的用于風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)功率 預(yù)測模型。
[0057] 其中，數(shù)據(jù)處理平臺可采用Matlab、Python、Labview、R語言等軟件，仿真驗(yàn)證可采 用ANASYS、Mat lab、Fluent及Famos等軟件，也可能綜合應(yīng)用上述多款軟件建立的聯(lián)合計算 仿真平臺。數(shù)據(jù)處理分析計算過程中，可綜合應(yīng)用包含大數(shù)據(jù)分析在內(nèi)的所有算法，如支持 向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、K-means、遺傳算法等，以保證高效且準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析和計算。
[0058]具體地，對相關(guān)系數(shù)矩陣進(jìn)行因子分析采用的模型可以為下式（11):
[0059] χ = λ+Αξ+δ...............................................................式（11)
[0060] 其中，X = (Xi，Χ2，…，Xm)T為樣本數(shù)據(jù)的總體，m為樣本數(shù)據(jù)的種類數(shù)，λ = (A1， λ2，···，λη)τ為樣本數(shù)據(jù)的總體X的平均值，ξ為公共因子，A為風(fēng)功率預(yù)測矩陣，δ為特殊因子。
[0061] 具體地，可以預(yù)先設(shè)定多個公共因子，如η個，分別可以為…，ξη，如果樣本數(shù) 據(jù)包括m種，分別可以為XI，Χ2，…，Xm，則相應(yīng)的平均值為A1，λ2，…，Am，風(fēng)功率預(yù)測矩陣A = (au).，^偽樣本數(shù)據(jù)^對公共因子L的影響參數(shù)。因此，可以得到下式（12):
[0062]
.f .1，
[0063] 這里，公共因子和特殊因子均為已知量。大量樣本數(shù)據(jù)代入式（12)，就可求解出 (Blj)mxn，即風(fēng)功率預(yù)測矩陣A。將獲得的風(fēng)功率預(yù)測矩陣A代入式（11)，從而完成風(fēng)功率預(yù) 測模型的創(chuàng)建。
[0064] 需要說明的是，該風(fēng)功率預(yù)測模型的建立可基于一個風(fēng)電場一臺或多臺風(fēng)電機(jī)組 的樣本數(shù)據(jù)，進(jìn)而推廣到其他風(fēng)電場進(jìn)行應(yīng)用，也可以是每個風(fēng)電場都進(jìn)行樣本數(shù)據(jù)采集 以建立模型。
[0065] 可擴(kuò)展地，該風(fēng)功率預(yù)測模型創(chuàng)建時還可統(tǒng)計反映外界環(huán)境和風(fēng)電機(jī)組自身狀況 的各因素的權(quán)重來實(shí)現(xiàn)。并且還可采用多個修正系數(shù)作為調(diào)整參數(shù)以適應(yīng)不同地域、不同 風(fēng)電機(jī)組的機(jī)型。
[0066] 可選地，該風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法還包括:獲取當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)向數(shù)據(jù)； 以風(fēng)向數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型獲取未來預(yù)定時間段內(nèi)表征主風(fēng)能方 向信息的主風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0067] 本發(fā)明的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法，通過將獲取的當(dāng)前一段時間的風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入 到預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型，從而得到未來一段時間內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率 分布函數(shù)，進(jìn)一步根據(jù)風(fēng)速的概率分布函數(shù)準(zhǔn)確、及時地預(yù)測風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，從而為 風(fēng)電機(jī)組解纜提供技術(shù)依據(jù)，進(jìn)而在提高了風(fēng)能利用效率和發(fā)電量的同時，降低了電纜事 故的發(fā)生率。與此同時，節(jié)約了成本，廣泛應(yīng)用于各個風(fēng)電場。
[0068] 此外，本發(fā)明還具有如下技術(shù)效果:一方面，本發(fā)明所創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型包含 地理信息（平原、山區(qū)、丘陵等）、氣象信息（風(fēng)速、風(fēng)向等)及機(jī)組本身運(yùn)行狀況(輸出功率、 風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等）的多維度信息，而不是單一信息，從而使得創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型更加準(zhǔn)確、 可靠。進(jìn)而風(fēng)功率預(yù)測方法應(yīng)用了上述準(zhǔn)確、可靠的風(fēng)功率預(yù)測模型，提高了風(fēng)電機(jī)組輸出 功率預(yù)測的準(zhǔn)確度；另一方面，應(yīng)用風(fēng)功率預(yù)測模型節(jié)省了大量的人力、財力、時間等各種 成本(例如檢測設(shè)備、檢測部門測試人員繁忙復(fù)雜的野外測試工作）。
[0069] 實(shí)施例二
[0070] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例二的風(fēng)電機(jī)組解纜方法的流程示意圖，如圖3所示，可在如實(shí) 施例四所述的風(fēng)電機(jī)組解纜裝置上執(zhí)行所述方法。風(fēng)電機(jī)組解纜方法包括：
[0071] 步驟310:獲取風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量、風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0072] 在具體的實(shí)現(xiàn)方式中，可利用發(fā)電量測量裝置，以及專門的傳感器或數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)來獲取風(fēng)電機(jī)組發(fā)電量、風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0073] 步驟320:以風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型獲取風(fēng)電機(jī)組在未 來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率，并根據(jù)不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率計算未來 預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量。
[0074] 具體地，可利用如前述實(shí)施例一的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法，獲得風(fēng)電機(jī)組在未 來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率。
[0075] 根據(jù)本發(fā)明示例性的實(shí)施例，步驟320中根據(jù)不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出 功率計算未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量的處理可包括:計算不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電 機(jī)組的輸出功率的和值;計算和值與未來預(yù)定時間段對應(yīng)的時間長度的乘積值，并將乘積 值作為未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量。
[0076] 步驟330:以風(fēng)向數(shù)據(jù)作為輸入，從所述預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型，獲取風(fēng)電機(jī) 組在未來預(yù)定時間段內(nèi)的主風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0077]同理，具體可利用如前述實(shí)施例一的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法，獲得風(fēng)電機(jī)組在 未來預(yù)定時間段內(nèi)的主風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0078] 步驟340:根據(jù)當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)向數(shù)據(jù)，以及未來預(yù)定時間段內(nèi)的 發(fā)電量和主風(fēng)向數(shù)據(jù)，確定是否對風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。
[0079] 根據(jù)本發(fā)明示例性的實(shí)施例，步驟340可包括:如果當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量大 于等于未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量的預(yù)設(shè)倍數(shù)閾值，則確定不對風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜;如果 風(fēng)向數(shù)據(jù)與主風(fēng)向數(shù)據(jù)不同，并且當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量小于未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā) 電量的預(yù)設(shè)倍數(shù)閾值，則確定對風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。
[0080] 也就是說，通過前述風(fēng)功率預(yù)測模型預(yù)測出在未來預(yù)定時間段(通常設(shè)定為10分 鐘）內(nèi)在主風(fēng)向的發(fā)電量較小，而當(dāng)前的發(fā)電量較大時，則不對風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。相反地， 若風(fēng)向發(fā)生變化，且當(dāng)前的發(fā)電量較小，預(yù)測出的在未來預(yù)定時間段內(nèi)在主風(fēng)向的發(fā)電量 較大，則對風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。
[0081] 舉例來說，假設(shè)當(dāng)前發(fā)電量高于未來一段時間內(nèi)發(fā)電量的2倍，那么就是當(dāng)前發(fā)電 量較高，未來一段時間內(nèi)主風(fēng)向上發(fā)電量較小，此時要保持現(xiàn)有的運(yùn)行和發(fā)電狀態(tài)，不要解 纜。如果此時解纜，偏航系統(tǒng)會朝向與當(dāng)前方向相反的方向偏轉(zhuǎn)，由于偏離了主風(fēng)向，風(fēng)速 也會相應(yīng)的降低，那么根據(jù)前述式(2)可知，此時偏轉(zhuǎn)必然會損失發(fā)電量，因此此時解纜并 不合適。
[0082] 相反地，假設(shè)預(yù)測出在未來的一段時間內(nèi)的主風(fēng)向與當(dāng)前風(fēng)向不一致，同時在主 風(fēng)向的發(fā)電量很大。例如，當(dāng)前的發(fā)電量低于未來一段時間內(nèi)的發(fā)電量的2倍，那么就可理 解為當(dāng)前的發(fā)電量較小，未來一段時間內(nèi)的發(fā)電量較大。此時要提前解纜，雖然在解纜的過 程中偏航系統(tǒng)會朝向與當(dāng)前方向相反的方向偏轉(zhuǎn)，此時會損失一部分的發(fā)電量，但是由于 在未來的一段時間內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量會非常大，因此綜合考慮，為了獲取更多的發(fā)電量， 要提前解纜，使風(fēng)電機(jī)組朝向主風(fēng)向方向偏轉(zhuǎn)。
[0083] 在實(shí)際應(yīng)用中，可在風(fēng)電機(jī)組的主控系統(tǒng)中執(zhí)行該解纜方法。根據(jù)預(yù)測出的未來 預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量和主風(fēng)向數(shù)據(jù)，利用現(xiàn)有的PID、模糊控制、模糊PID、神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)、蟻群算法等智能控制方法對風(fēng)電機(jī)組偏航系統(tǒng)和解纜系統(tǒng)制定相關(guān)的控制策略，來 對偏航以及解纜的方向、角度、時間等進(jìn)行控制。從而通過基于風(fēng)功率預(yù)測的信息對解纜方 向進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，解決了因往同一方向不斷偏轉(zhuǎn)而造成偏航電纜相互纏繞甚至絞死的重大 故障問題，同時，解決了由于風(fēng)況發(fā)生變化風(fēng)電機(jī)組偏航以及解纜不及時而導(dǎo)致風(fēng)能利用 率和發(fā)電量下降的問題。
[0084] 本發(fā)明的風(fēng)電機(jī)組解纜方法，通過風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)速風(fēng) 向數(shù)據(jù)，以及預(yù)測出的未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和主風(fēng)向數(shù)據(jù)，從而確定是否對風(fēng)電機(jī) 組執(zhí)行解纜。實(shí)現(xiàn)了主動、準(zhǔn)確地依據(jù)表征風(fēng)況信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行解纜判斷，從而在提高了風(fēng) 能利用效率和發(fā)電量的同時，降低了電纜事故的發(fā)生率。并且，該方法實(shí)用性強(qiáng)。
[0085] 實(shí)施例三
[0086]基于相同的技術(shù)構(gòu)思，圖4為本發(fā)明實(shí)施例三的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置的結(jié)構(gòu) 示意圖?？捎糜趫?zhí)行本發(fā)明實(shí)施例一的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法步驟。
[0087]參照圖4,該風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置包括風(fēng)速數(shù)據(jù)獲取模塊410、函數(shù)獲取模塊 420和功率計算模塊430。
[0088] 風(fēng)速數(shù)據(jù)獲取模塊410用于獲取當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)。
[0089] 函數(shù)獲取模塊420用于以風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型中獲 取未來預(yù)定時間段內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率分布函數(shù)。
[0090] 功率計算模塊430用于根據(jù)風(fēng)速的概率分布函數(shù)計算得到未來預(yù)定時間段內(nèi)不同 風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率。
[0091]本發(fā)明的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置，通過將獲取的當(dāng)前一段時間的風(fēng)速數(shù)據(jù)輸入 到預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型，從而得到未來一段時間內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率 分布函數(shù)，進(jìn)一步根據(jù)風(fēng)速的概率分布函數(shù)準(zhǔn)確、及時地預(yù)測風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，從而為 風(fēng)電機(jī)組解纜提供技術(shù)依據(jù)，進(jìn)而在提高了風(fēng)能利用效率和發(fā)電量的同時，降低了電纜事 故的發(fā)生率。與此同時，節(jié)約了成本，廣泛應(yīng)用于各個風(fēng)電場。
[0092]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選地，函數(shù)獲取模塊420可包括：
[0093]平均風(fēng)速計算單元（圖中未示出）用于根據(jù)風(fēng)速數(shù)據(jù)計算當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng) 速的平均值。
[0094]概率分布函數(shù)推算單元（圖中未示出）用于根據(jù)當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速的平均 值，推算出風(fēng)速的概率分布函數(shù)。
[0095] 批一ra迪的》茲4V允函數(shù)可具體為下式（13):
[0096] ................................................................··...· J弋(13)
[0097] 其中，F(xiàn)(V)為風(fēng)速的概率分布函數(shù)，V為風(fēng)速，Vare為當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)速的平均 值。
[0098] 優(yōu)選地，功率計算模塊430用于根據(jù)下式（14)計算不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的 輸出功率，
[0099] P = 〇.53tR2p[F(V)]3Cp(A,P)................................................式（14)
[0100] 其中，P為風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，F(xiàn)(V)為風(fēng)速的概率分布函數(shù)，R為風(fēng)機(jī)葉輪半徑，P 為空氣密度，Cp為風(fēng)能利用系數(shù)，λ為葉尖速比，β為葉片槳距角。
[0101] 審講一步地，風(fēng)諫的概率分布函數(shù)可具體為下式（15): _2]
...................................................................式（15)
[0103] 其中，P(Vm)為風(fēng)速的概率分布函數(shù)，C為尺度系數(shù)，k為形狀系數(shù)，Vm為當(dāng)前預(yù)定時 間段內(nèi)風(fēng)速的平均值。
[0104] 相應(yīng)地，功率計算模塊430用于根據(jù)下式（16)計算不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的 輸出功蜜.
[0105]
'十 f 1 Λ、
[0106] 其中，P為風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，p(Vm)為風(fēng)速的概率分布函數(shù)，^為當(dāng)前預(yù)定時間 段對應(yīng)的時間長度的值，P為空氣密度，s為橫截面積。
[0107] 進(jìn)一步地，風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置還可包括：
[0108] 風(fēng)向數(shù)據(jù)獲取模塊(圖中未示出）用于獲取當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)向數(shù)據(jù)；
[0109] 主風(fēng)向數(shù)據(jù)獲取模塊（圖中未示出）用于以風(fēng)向數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功 率預(yù)測模型獲取未來預(yù)定時間段內(nèi)表征主風(fēng)能方向信息的主風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0110] 綜上，本發(fā)明還具有如下技術(shù)效果：一方面，通過上式（13)和式（14)，或者上式 (15)和式(16)均能夠解決以往基于風(fēng)電機(jī)組功率曲線來評估風(fēng)機(jī)輸出功率的失效性、被動 性和過時性的問題；另一方面，該風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置還可基于當(dāng)前一段時間的風(fēng)向 數(shù)據(jù)和預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型，預(yù)測未來一段時間的主風(fēng)向數(shù)據(jù)，為風(fēng)電機(jī)組的偏航 及解纜方面的控制提供準(zhǔn)確度高的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。進(jìn)一步提高了風(fēng)能利用效率和發(fā)電量，并減 少了電纜事故的發(fā)生。
[0111] 實(shí)施例四
[0112] 基于相同的技術(shù)構(gòu)思，圖5為本發(fā)明實(shí)施例四的風(fēng)電機(jī)組解纜裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 可用于執(zhí)行本發(fā)明實(shí)施例二的風(fēng)電機(jī)組解纜方法步驟。
[0113] 參照圖5,該風(fēng)電機(jī)組解纜裝置包括第一數(shù)據(jù)獲取模塊510、數(shù)據(jù)獲取及計算模塊 520、第二數(shù)據(jù)獲取模塊530和解纜確定模塊540。
[0114] 第一數(shù)據(jù)獲取模塊510用于獲取風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量、風(fēng)速數(shù)據(jù) 和風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0115] 數(shù)據(jù)獲取及計算模塊520用于以風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模 型獲取風(fēng)電機(jī)組在未來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率，并根據(jù)不同風(fēng)速下對應(yīng) 的輸出功率計算未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量。
[0116] 第二數(shù)據(jù)獲取模塊530用于以所述風(fēng)向數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測 模型獲取風(fēng)電機(jī)組在未來預(yù)定時間段內(nèi)的主風(fēng)向數(shù)據(jù)。
[0117] 解纜確定模塊540用于根據(jù)當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)向數(shù)據(jù)，以及未來預(yù) 定時間段內(nèi)的發(fā)電量和主風(fēng)向數(shù)據(jù)，確定是否對風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。
[0118] 本發(fā)明的風(fēng)電機(jī)組解纜裝置，通過風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)速風(fēng) 向數(shù)據(jù)，以及預(yù)測出的未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和主風(fēng)向數(shù)據(jù)，從而確定是否對風(fēng)電機(jī) 組執(zhí)行解纜。實(shí)現(xiàn)了主動、準(zhǔn)確地依據(jù)表征風(fēng)況信息的數(shù)據(jù)進(jìn)行解纜判斷，從而在提高了風(fēng) 能利用效率和發(fā)電量的同時，降低了電纜事故的發(fā)生率。并且，該裝置實(shí)用性強(qiáng)。
[0119] 在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，根據(jù)本發(fā)明示例性的實(shí)施例，數(shù)據(jù)獲取及計算模塊520可 包括：
[0120] 求和單元(圖中未示出）用于計算不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率的和值。
[0121] 發(fā)電量計算單元（圖中未示出）用于計算和值與未來預(yù)定時間段對應(yīng)的時間長度 的乘積值，并將乘積值作為未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量。
[0122] 優(yōu)選地，解纜確定模塊540可用于如果當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量大于等于未來 預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量的預(yù)設(shè)倍數(shù)閾值，則確定不對風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜;如果風(fēng)向數(shù)據(jù)與 主風(fēng)向數(shù)據(jù)不同，并且當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量小于未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量的預(yù)設(shè) 倍數(shù)閾值，則確定對風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。
[0123] 綜上，本發(fā)明還具有如下技術(shù)效果:一是通過不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出 功率，預(yù)測出準(zhǔn)確度高的未來一段時間內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量;二是綜合考慮發(fā)電量的變化、 風(fēng)況變化和電纜事故，并作為是否對風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜的判定條件，從而既提高了發(fā)電量 和風(fēng)能利用效率，又減少了電纜事故的發(fā)生。
[0124] 此外，上述實(shí)施例三及實(shí)施例四所述的風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置和基于風(fēng)功率預(yù) 測的風(fēng)電機(jī)組解纜裝置可安裝在風(fēng)機(jī)主控柜中，也可不安裝其中。對于不安裝于風(fēng)機(jī)主控 柜中的情況，可以是搭建類似偏航解纜的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，以模擬出實(shí)際的風(fēng)電場環(huán)境，然后通過 風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置和解纜裝置獲取數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析建立風(fēng)功率預(yù)測數(shù)學(xué) 模型，以及設(shè)計解纜系統(tǒng)的控制策略，進(jìn)而推廣應(yīng)用到風(fēng)電場。
[0125] 需要指出，根據(jù)實(shí)施的需要，可將本申請中描述的各個步驟/部件拆分為更多步 驟/部件，也可將兩個或多個步驟/部件或者步驟/部件的部分操作組合成新的步驟/部件， 以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
[0126] 上述根據(jù)本發(fā)明的方法可在硬件、固件中實(shí)現(xiàn)，或者被實(shí)現(xiàn)為可存儲在記錄介質(zhì) (諸如CD R0M、RAM、軟盤、硬盤或磁光盤)中的軟件或計算機(jī)代碼，或者被實(shí)現(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)下載 的原始存儲在遠(yuǎn)程記錄介質(zhì)或非暫時機(jī)器可讀介質(zhì)中并將被存儲在本地記錄介質(zhì)中的計 算機(jī)代碼，從而在此描述的方法可被存儲在使用通用計算機(jī)、專用處理器或者可編程或?qū)?用硬件(諸如ASIC或FPGA)的記錄介質(zhì)上的這樣的軟件處理?？梢岳斫?，計算機(jī)、處理器、微 處理器控制器或可編程硬件包括可存儲或接收軟件或計算機(jī)代碼的存儲組件(例如，RAM、 ROM、閃存等），當(dāng)所述軟件或計算機(jī)代碼被計算機(jī)、處理器或硬件訪問且執(zhí)行時，實(shí)現(xiàn)在此 描述的處理方法。此外，當(dāng)通用計算機(jī)訪問用于實(shí)現(xiàn)在此示出的處理的代碼時，代碼的執(zhí)行 將通用計算機(jī)轉(zhuǎn)換為用于執(zhí)行在此示出的處理的專用計算機(jī)。
[0127] 以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項】
1. 一種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測方法，其特征在于，所述方法包括： 獲取當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)； W所述風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型中獲取未來預(yù)定時間段內(nèi)表 征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率分布函數(shù)； 根據(jù)所述風(fēng)速的概率分布函數(shù)計算得到所述未來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng) 電機(jī)組的輸出功率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述W所述風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng) 建的風(fēng)功率預(yù)測模型中獲取未來預(yù)定時間段內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率分布函數(shù) 包括： 根據(jù)所述風(fēng)速數(shù)據(jù)計算所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速的平均值； 根據(jù)所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速的平均值，從所述風(fēng)功率預(yù)測模型中推算出所述風(fēng) 速的概率分布函數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述風(fēng)速的概率分布函數(shù)為：其中，F(xiàn) ( V )為所述風(fēng)速的概率分布函數(shù)，V為風(fēng)速，Vave為所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)速的 平均值。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述風(fēng)速的概率分布函數(shù)計算得 到所述未來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率包括： 根據(jù) Ρ = 0.53?Κ^ρ[Ρ(ν)]^ρ(λ,β) 計算所述不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，其中，Ρ為風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，R為 風(fēng)機(jī)葉輪半徑，Ρ為空氣密度，Cp為風(fēng)能利用系數(shù)，λ為葉尖速比，β為葉片獎距角。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，創(chuàng)建所述風(fēng)功率預(yù)測模型的方法包括： 獲取多組樣本數(shù)據(jù)，并根據(jù)所述樣本數(shù)據(jù)生成所有樣本數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣，所述樣 本數(shù)據(jù)包括反映風(fēng)電機(jī)組氣象信息和/或地理信息的環(huán)境數(shù)據(jù)和反映風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的 機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)； 對所述相關(guān)系數(shù)矩陣進(jìn)行因子分析，得到包括各樣本數(shù)據(jù)對多個預(yù)設(shè)公共因子的影響 參數(shù)的風(fēng)功率預(yù)測矩陣，并利用所述風(fēng)功率預(yù)測矩陣生成風(fēng)功率預(yù)測模型。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述對所述相關(guān)系數(shù)矩陣進(jìn)行因子分析采 用的模型為： x =入+Αξ+δ 其中，X=(Xl，X2，…，Xm)T為所述樣本數(shù)據(jù)的總體，m為樣本數(shù)據(jù)的種類數(shù)，λ=(λl， 入2，…，λm)%所述樣本數(shù)據(jù)的總體的平均值，ξ=(ξl，ξ2，…，ξn)T為公共因子，n為所述公共 因子的個數(shù)，S為特殊因子，A=(au)mXn為所述風(fēng)功率預(yù)測矩陣，曰1功樣本數(shù)據(jù)XI對公共因 子ξ北勺影響參數(shù)。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述環(huán)境數(shù)據(jù)包括W下至少一種:風(fēng)速、風(fēng) 向、水平氣壓梯度力、摩擦力、溫度、空氣濕度、空氣密度、地形參數(shù)和云層高度， 所述機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)包括W下至少一種:輸出功率、偏航角度、偏航方向和風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。8. 根據(jù)權(quán)利要求1~7中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法還包括： 獲取所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)向數(shù)據(jù)； W所述風(fēng)向數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型獲取未來預(yù)定時間段內(nèi)表征 主風(fēng)能方向信息的主風(fēng)向數(shù)據(jù)。9. 一種風(fēng)電機(jī)組解纜方法，其特征在于，所述方法包括： 獲取風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量、風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向數(shù)據(jù)； W所述風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型獲取所述風(fēng)電機(jī)組在未來預(yù) 定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率，并根據(jù)所述不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率計算所述 未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量； W所述風(fēng)向數(shù)據(jù)作為輸入，從所述預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型獲取所述風(fēng)電機(jī)組在未 來預(yù)定時間段內(nèi)的主風(fēng)向數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)向數(shù)據(jù)，W及所述未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電 量和所述主風(fēng)向數(shù)據(jù)，確定是否對所述風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī) 組的輸出功率計算所述未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量包括： 計算所述不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率的和值； 計算所述和值與所述未來預(yù)定時間段對應(yīng)的時間長度的乘積值，并將所述乘積值作為 所述未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量。11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的 發(fā)電量和風(fēng)向數(shù)據(jù)，W及所述未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和所述主風(fēng)向數(shù)據(jù)，確定是否對 所述風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜包括： 如果所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量大于等于所述未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量的預(yù) 設(shè)倍數(shù)闊值，則確定不對所述風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜； 如果所述風(fēng)向數(shù)據(jù)與所述主風(fēng)向數(shù)據(jù)不同，并且所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量小于 所述未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量的預(yù)設(shè)倍數(shù)闊值，則確定對所述風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。12. -種風(fēng)電機(jī)組風(fēng)功率預(yù)測裝置，其特征在于，所述裝置包括： 風(fēng)速數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速數(shù)據(jù)； 函數(shù)獲取模塊，用于W所述風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型中獲取 未來預(yù)定時間段內(nèi)表征風(fēng)況變化信息的風(fēng)速的概率分布函數(shù)； 功率計算模塊，用于根據(jù)所述風(fēng)速的概率分布函數(shù)計算得到所述未來預(yù)定時間段內(nèi)不 同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率。13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述函數(shù)獲取模塊包括： 平均風(fēng)速計算單元，用于根據(jù)所述風(fēng)速數(shù)據(jù)計算所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速的平均 值； 概率分布函數(shù)推算單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)速的平均值，從所述風(fēng) 功率預(yù)測模型中推算出所述風(fēng)速的概率分布函數(shù)。14. 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括： 風(fēng)向數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的風(fēng)向數(shù)據(jù)； 主風(fēng)向數(shù)據(jù)獲取模塊，用于W所述風(fēng)向數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型 獲取未來預(yù)定時間段內(nèi)表征主風(fēng)能方向信息的主風(fēng)向數(shù)據(jù)。15. -種風(fēng)電機(jī)組解纜裝置，其特征在于，所述裝置包括： 第一數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取風(fēng)電機(jī)組當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量、風(fēng)速數(shù)據(jù)和風(fēng)向 數(shù)據(jù)； 數(shù)據(jù)獲取及計算模塊，用于W所述風(fēng)速數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型 獲取所述風(fēng)電機(jī)組在未來預(yù)定時間段內(nèi)不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率，并根據(jù)所 述不同風(fēng)速下對應(yīng)的輸出功率計算所述未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量； 第二數(shù)據(jù)獲取模塊，用于W所述風(fēng)向數(shù)據(jù)作為輸入，從預(yù)先創(chuàng)建的風(fēng)功率預(yù)測模型獲 取所述風(fēng)電機(jī)組在未來預(yù)定時間段內(nèi)的主風(fēng)向數(shù)據(jù)； 解纜確定模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和風(fēng)向數(shù)據(jù)，W及所述未來 預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量和所述主風(fēng)向數(shù)據(jù)，確定是否對所述風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)獲取及計算模塊包括： 求和單元，用于計算所述不同風(fēng)速下對應(yīng)的風(fēng)電機(jī)組的輸出功率的和值； 發(fā)電量計算單元，用于計算所述和值與所述未來預(yù)定時間段對應(yīng)的時間長度的乘積 值，并將所述乘積值作為所述未來預(yù)定時間段內(nèi)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量。17. 根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的裝置，其特征在于，所述解纜確定模塊用于如果所述當(dāng) 前預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量大于等于所述未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量的預(yù)設(shè)倍數(shù)闊值，則確 定不對所述風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜；如果所述風(fēng)向數(shù)據(jù)與所述主風(fēng)向數(shù)據(jù)不同，并且所述當(dāng)前 預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量小于所述未來預(yù)定時間段內(nèi)的發(fā)電量的預(yù)設(shè)倍數(shù)闊值，則確定對所 述風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行解纜。
【文檔編號】G06Q50/06GK105844361SQ201610189019
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】姜永強(qiáng), 何源遠(yuǎn), 唐新安
【申請人】北京金風(fēng)科創(chuàng)風(fēng)電設(shè)備有限公司