專利名稱：一種電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣領(lǐng)域，尤其涉及一種電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是目前最具備大規(guī)模開發(fā)能力的可再生能源，風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)是目前風(fēng)能利用的主要途徑。但是風(fēng)電本質(zhì)上是一種隨機(jī)變化的且不易控制的電源，其輸出特性不同于常規(guī)能源(火電、水電、核電)。在不能準(zhǔn)確掌握風(fēng)電功率波動(dòng)的情況下，電網(wǎng)可能會(huì)以確保安全運(yùn)行為前提，保守的制訂風(fēng)電發(fā)展計(jì)劃，從而在一定程度上阻礙了風(fēng)電的發(fā)展。實(shí)際上，當(dāng)風(fēng)電發(fā)展規(guī)模很大時(shí)，不同地區(qū)風(fēng)電場(chǎng)的分散性以及同一風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各臺(tái)風(fēng)機(jī)的分散性使得其輸出功率有一定的互補(bǔ)性，總的功率波動(dòng)比單臺(tái)風(fēng)機(jī)輸出功率波動(dòng)要緩和的多。因此，為了更好的制訂風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃和并網(wǎng)工作，有必要對(duì)地區(qū)電網(wǎng)中風(fēng)電功率的波動(dòng)特性進(jìn)行深入的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)地區(qū)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)缺乏處理，難以對(duì)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)進(jìn)行評(píng)測(cè)的問題，提供一種電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法，它采用NASA GE0S-5DAS地球觀測(cè)數(shù)據(jù)庫的全球測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)對(duì)地區(qū)電網(wǎng)中主要風(fēng)電裝機(jī)地區(qū)的風(fēng)電功率波動(dòng)特性進(jìn)行定量評(píng)估，通過分析風(fēng)電功率的季節(jié)和日內(nèi)波動(dòng)特性以及地域相關(guān)性等特性，為電網(wǎng)規(guī)劃風(fēng)電提供科學(xué)依據(jù)。為完成上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案。一種電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法，它的步驟為:步驟一，根據(jù)研 究地的地理坐標(biāo)，從GE0S-5DAS地球觀測(cè)數(shù)據(jù)庫提取研究地風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域50米高度風(fēng)速數(shù)據(jù)，將風(fēng)速數(shù)據(jù)的時(shí)間轉(zhuǎn)換為北京時(shí)間；同時(shí)將50米高度作為研究地風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)的高度數(shù)據(jù)；步驟二，根據(jù)研究地風(fēng)場(chǎng)的機(jī)組型號(hào)、機(jī)器功率特性曲線計(jì)算不同風(fēng)速下的風(fēng)電功率;步驟三，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的功率曲線和裝機(jī)容量，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的容量因數(shù)；步驟四，根據(jù)研究地的風(fēng)電功率及容量因數(shù)，確定風(fēng)電功率波動(dòng)的季節(jié)性差異和日內(nèi)功率波動(dòng)特性以及風(fēng)電場(chǎng)之間的地域相關(guān)性，進(jìn)而確定風(fēng)電場(chǎng)的總的功率變化與研究地電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷變化的時(shí)域相關(guān)性。所述步驟一中，NASA的數(shù)據(jù)庫采用Gipe冪律方轉(zhuǎn)換不同高度上的風(fēng)速，其表達(dá)式如式⑴所示:V = (Η/Η0) α.V0⑴其中: 是初始高度，H是目標(biāo)高度。Vtl和V分別是初始和目標(biāo)高度上的風(fēng)速。α代表風(fēng)切變指數(shù)，與地表覆蓋情況有關(guān)。所述步驟二中，對(duì)風(fēng)速和風(fēng)電功率進(jìn)行線性化處理，得
權(quán)利要求
1.一種電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法，其特征是，它的步驟為: 步驟一，根據(jù)研究地的地理坐標(biāo)，從GEOS-5 DAS地球觀測(cè)數(shù)據(jù)庫提取研究地風(fēng)電場(chǎng)50米高度風(fēng)速數(shù)據(jù)，將風(fēng)速數(shù)據(jù)的時(shí)間轉(zhuǎn)換為北京時(shí)間；同時(shí)將50米高度作為研究地風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)的高度數(shù)據(jù)； 步驟二，根據(jù)研究地風(fēng)場(chǎng)的機(jī)組型號(hào)機(jī)器功率特性曲線計(jì)算不同風(fēng)速下的風(fēng)電功率； 步驟三，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的功率曲線和裝機(jī)容量，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的容量因數(shù)； 步驟四，根據(jù)研究地的風(fēng)電功率及容量因數(shù)，確定風(fēng)電功率波動(dòng)的季節(jié)性差異和日內(nèi)功率波動(dòng)特性以及風(fēng)電場(chǎng)之間的地域相關(guān)性，進(jìn)而確定風(fēng)電場(chǎng)的總的功率變化與研究地電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷變化的時(shí)域相關(guān)性。
2.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法，其特征是，所述步驟一中，NASA的數(shù)據(jù)庫采用Gipe冪律方程轉(zhuǎn)換不同高度上的風(fēng)速，其表達(dá)式為V = (H/H0)α.%，其中,Htl是初始高度，H是目標(biāo)高度。Vtl和V分別是初始和目標(biāo)高度上的風(fēng)速。α代表風(fēng)切變指數(shù)，與地表覆蓋情況有關(guān)。
3.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法，其特征是，所述步驟二中，對(duì)風(fēng)速和風(fēng)電功率進(jìn)行線性化處理，得
4.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法，其特征是，所述步驟三中，通過用風(fēng)電功率除以風(fēng)電機(jī)組容量得到各時(shí)刻風(fēng)電場(chǎng)的平均容量因數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法，其特征是，所述步驟四中，確定風(fēng)電功率波動(dòng)的季節(jié)性差異的方法為計(jì)算研究地每個(gè)月的月平均容量因數(shù)并分析其隨季節(jié)變化的波動(dòng)規(guī)律；確定日內(nèi)功率波動(dòng)特性的方法為計(jì)算出年平均的24小時(shí)容量因數(shù)并分析其隨一天時(shí)間推進(jìn)的波動(dòng)規(guī)律；確定風(fēng)電場(chǎng)之間的地域相關(guān)性的方法為計(jì)算出所研究風(fēng)場(chǎng)的每?jī)蓚€(gè)風(fēng)電基地之間功率波動(dòng)的相關(guān)系數(shù)，其值越大，相關(guān)性越高；確定風(fēng)電場(chǎng)的總的功率變化與研究地電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷變化的時(shí)域相關(guān)性的方法為計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的日平均功率與研究地電網(wǎng)日平均負(fù)荷的相關(guān)系數(shù)，其值越大，相關(guān)性越高。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)風(fēng)電時(shí)間和空間功率波動(dòng)評(píng)估方法，為電網(wǎng)規(guī)劃風(fēng)電提供科學(xué)依據(jù)。它的步驟為步驟一，根據(jù)研究地的地理坐標(biāo)，從GEOS-5 DAS地球觀測(cè)數(shù)據(jù)庫提取其50米高度風(fēng)速數(shù)據(jù)，將風(fēng)速數(shù)據(jù)的時(shí)間轉(zhuǎn)換為北京時(shí)間；同時(shí)將50米高度作為研究地風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)的高度數(shù)據(jù)；步驟二，根據(jù)研究地風(fēng)場(chǎng)的機(jī)組型號(hào)機(jī)器功率特性曲線計(jì)算不同風(fēng)速下的風(fēng)電功率；步驟三，根據(jù)風(fēng)電機(jī)組的功率曲線和裝機(jī)容量，計(jì)算風(fēng)電場(chǎng)的容量因數(shù)；步驟四，根據(jù)研究地的風(fēng)電功率及容量因數(shù)，確定風(fēng)電功率波動(dòng)的季節(jié)性差異和日內(nèi)功率波動(dòng)特性以及風(fēng)電場(chǎng)之間的地域相關(guān)性，進(jìn)而確定風(fēng)電場(chǎng)的總的功率變化與研究地電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)負(fù)荷變化的時(shí)域相關(guān)性。
文檔編號(hào)H02J3/24GK103199523SQ201310066160
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者李廣磊, 連曉華, 孫樹敏, 程艷, 袁帥, 趙鵬, 毛慶波, 趙帥 申請(qǐng)人:山東電力集團(tuán)公司電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司