一种新型的风电场稳态统计模型的研究

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1、一种新型风电场静态统计模型严干贵，李鸿博，穆钢，崔杨（东北电力大学,吉林市132012）AnewstatisticModelofWindFarmsYANGan-gui,LIHong-bo,MuGang,CuiYang（1.NortheastDianliUniversity,Jilin132012,China）ABSTRACT：Thepredictionofpowerofwindfarmisbeneficialforthegridtomakecountermeasurestotheadverseeffectstothegri

2、dofwindfarms.Calculatingthepowerofthewindfarmthroughstaticmodelofwindfarmisanimportantpartofthepredictionofpowerofwindfarm.Inthispaper,theequivalentwindspeedandtheequivalentcoefficientofperformanceofwindenergyinwindfarmhavebeenpresentedtoshowthefeaturesofthewindfa

3、rm,whichisbasedon,anewstatisticmodelofwindfarmswasestablishedtocharacterizethefeaturesoftransformingfromwindenergytoelectricityinwindfarms,andtheeffectivenessofthismodelwasverified.KEYWORDS：predictionofoutputpowerofwindfarm，theequivalentwindspeed，theequivalentcoef

4、ficientofperformanceofwindenergyinwindfarm，statisticmodel摘要：对风电场输出功率的预估有利于电力系统对风电场对电网的不利影响做出相应有效的调度对策。通过风电场风速—输出功率静态模型来计算风电场输出功率是风电场输出功率预测的一个重要环节。本文提出了等效风速、等效风能利用系数的概念，通过对其统计和分析来把握风电场风速—功率特性。在此基础上建立了一种基于统计特性的风电场风速—功率静态模型，定量刻画风电场风电能转化特性，并对其有效性进行了验证。关键词：风电场功率预测等效风速等

5、效风能利用系数统计模型0引言风能已成为目前最大规模商业开发的可再生能源，是解决能源问题和环境保护问题的有效途径。风力发电是实现风能大规模开发利用的有效途基金项目：“十一五”国家科技支撑计划重大项目（2008BAA14B01）。KeyProjectofNationalTenth-FiveYearResearchProgramofChina(2008BAA14B01).径，近年来一直保持较快发展势头。截止到2008年底，全国总装机容量达到1215.3万千瓦，较2007年增长率为106%[1]，区域电网风电比例已达10%，使之成

6、为重要的替代能源。风电场的输出功率具有间歇性和波动性。当大规模风电机组接入电网时，风电波动可能给电网运行带来一定的安全风险和经济负担。对风电场输出功率的预估有利于电力系统对风电场对电网的不利影响做出相应有效的调度对策。风电场输出功率的预估包括对风速预报和风电场风速—输出功率模型。本文所研究的问题就是风电场风速—输出功率的静态模型。风电场风速—输出功率模型刻画的对象是内部极其复杂的风能转化为电能的大型系统—风电场，所要解决的问题是定量刻画风电场风速与输出功率之间的关系。由于风电场各装机位置处风速存在的差异性，以及其差异性所导

7、致的各风电机组输出功率的差异性给风电场数学模型的研究带来了一定的困难。这种风速和输出功率的差异性、场内各个风电机组风速—功率数据不易获得以及巨大的数据量和复杂的计算量使得风电场输出功率往往难以通过各个风电机组来获得。因此在风电场输出功率研究中，通常通过单个机组所接受的风速和该风速所对应的输出功率来粗略刻画风电场总输出功率。这种方法的优点是方法简单、计算量小，但其计算结果与实际风电场输出功率存在很大差异。风电场数学模型所要解决的问题是定量刻画大型风电场风速与输出功率之间的关系。事实上，风电场输出功率不仅受到风速的影响还受到地

8、形、机组排列方式等多种复杂因素的影响。但当风电场建成以后，除风速以外，其它因素已相对稳定，风电场输出功受风速影响较大，因此风速与风电场输出功率必然存在着一定的关系。而从风电场监测到的实际运行数据必然是诸多因素制约的结果，反映了风电场实际的运行情况，从实际运行数据中可以挖掘出对输出功率影响较大的风速与输出