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风电功率弃风数据特征识别的方法.pdf

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电功率 数据 特征 识别 方法
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摘要
申请专利号:

CN201510599490.6

申请日:

2015.09.19

公开号:

CN105224733A

公开日:

2016.01.06

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20150919|||公开
IPC分类号: G06F17/50 主分类号: G06F17/50
申请人: 东北电力大学
发明人: 杨茂; 江博
地址: 132012 吉林省吉林市船营区长春路169号
优先权:
专利代理机构: 吉林市达利专利事务所 22102 代理人: 陈传林
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510599490.6

授权太阳城集团号:

||||||

法律状态太阳城集团日:

2018.02.02|||2016.02.03|||2016.01.06

法律状态类型:

授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明是一种基于风电功率弃风数据特征的识别方法,其特点是:针对风速功率数据,通过散点图判别其存在弃风数据,然后通过粘滞区间方法剔除其弃风点,剩余风速数据即为风电机组正常出力数据,粘滞区间的建立如下:根据无弃风风机的实际风速功率画出其散点图;以区间间隔1m/s划分风速区间;求出每个区间风速所对应的功率和此风速从标准功率曲线上得到的功率差(DP);用正态分布对功率差(DP)进行拟合,得到其参数μ,σ;根据3σ准则定义粘滞区间[L,R],其中L=μ-3σ,R=μ+3σ,可根据其剔除风机的弃风数据。具有科学合理,适用性强的优点,能够对风电机组的弃风数据进行剔除,保证实际风速功率曲线建立的精度。

权利要求书

权利要求书
1.  一种风电功率弃风数据特征识别方法,其特征在于,它包括以下步骤:
1)数据采集
采集风电场的整场风电机组,每单台机组的额定功率、切入风速、额定风速及切出风速的数据,且实际查证某风机在某月份全月无弃风,其功率波动只由风速波动及其风电机内部转换决定为前提条件;
2)传变误差的定义
传变误差(DP)指的是实际风速所对应的实际功率减去同等风速下在标准功率曲线下的功率,
DP=P(i)-f(s(i))(1)
其中s(i)为第i时刻的风速,P(i)为第i时刻的实际风电功率,f(s(i))为基于此时刻的风速利用标准功率曲线得到的传变功率;
3)3σ准则
在正态分布中σ代表标准差,μ代表均值,x=μ即为图像的对称轴,3σ准则即为数值分布在(μ-σ,μ+σ)的概率为0.6526;分布在(μ-2σ,μ+2σ)的概率为0.9544;分布在(μ-3σ,μ+3σ)的概率为0.9974;
4)概率纸
概率纸是一类依特定的概率分布而制作的坐标纸,对于每个连续的分布函数,都设计一种坐标纸,使该分布函数在其上的图形呈一条直线,利用概率纸,根据样本对总体分布的类型进行检验,对分布参数进行估计,以及进行其他简便快速的统计推断,确实服从正态分布;
5)粘滞区间
对于某一风速太阳城集团序列,其风速的最大值的整数部分加1为max,风速最小值的整数部分为min,将此序列的风速范围min,max进行区间划分,各区间长度为1m/s:[min,min+1),...,[max-1,max),将各风速功率样本点按各风速区间的范围进行归段;
各区间粘滞区间的求取步骤:
(1)求出该区间段内所含所有样本点的DP;
(2)用正态分布对该段内的DP进行概论密度拟合,并用KS和正态分布概率纸来进行正
态分布检验;
(3)求出该拟合下的μ,σ;
用3σ准则定义粘度区间[μ-3σ,μ+3σ],令L=μ-3σ,R=μ+3σ,定义区间[L,R]为 该段的粘滞区间,判断是否弃风的指标,当超长太阳城集团连续性样本点的功率所对应的DP不在此区间[L,R]内,就定义该点为弃风。

说明书

说明书风电功率弃风数据特征识别的方法
技术领域
本发明涉及风电技术领域,是一种风电功率弃风数据特征识别方法。
背景技术
风力发电是可再生能源领域中,除水能以外,技术最成熟、最具规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。风电场建模的典型问题是构建反映风电场风速与其输出功率之间关系的数学模型。其中有的文献通过提出表征风电机组整体风能利用系数和等效风速对曲线进行建模。其中等效风速的选取则需要对大量风速功率数据进行探究。有的文献用基于聚类中心的模糊逻辑方法对功率曲线进行了建模,所用到的聚类方法则需对数据进行聚类分析。有的文献分析了常用的建模方法如:比恩法,最大概率法和最大值法的基础上又提出了一种新的方法:基于数学期望的最大似然估计法。而弃风数据的存在会对风电机组的出力分析、状态监测和控制产生影响,从而影响等值模型和风电功率预测模型建立的准确性,因此对弃风数据的剔除显得尤为重要。本发明在分析以上文献的基础上,通过分析标准功率曲线附件历史数据的特点,创造性的给出了粘滞区间的定义,以此来剔除弃风数据,并通过概率密度拟合来验证了此方法的有效性。
发明内容
本发明的目的是,克服现有技术的不足,提供一种科学合理,适用性强,能够对风电机组的弃风数据进行剔除,保证实际风速功率曲线建立精度的风电功率弃风数据特征识别方法。
本发明的目的是由以下技术方案来实现的:一种风电功率弃风数据特征识别方法,其特征在于,它包括以下步骤:
1)数据采集
采集风电场的整场风电机组,每单台机组的额定功率、切入风速、额定风速及切出风速的数据,且实际查证某风机在某月份全月无弃风,其功率波动只由风速波动及其风电机内部转换决定为前提条件;
2)传变误差的定义
传变误差(DP)指的是实际风速所对应的实际功率减去同等风速下在标准功率曲线下的功率,
DP=P(i)-f(s(i))(1)
其中s(i)为第i时刻的风速,P(i)为第i时刻的实际风电功率,f(s(i))为基于此时刻的风 速利用标准功率曲线得到的传变功率;
3)3σ准则
在正态分布中σ代表标准差,μ代表均值,x=μ即为图像的对称轴,3σ准则即为数值分布在(μ-σ,μ+σ)的概率为0.6526;分布在(μ-2σ,μ+2σ)的概率为0.9544;分布在(μ-3σ,μ+3σ)的概率为0.9974;
4)概率纸
概率纸是一类依特定的概率分布而制作的坐标纸,对于每个连续的分布函数,都设计一种坐标纸,使该分布函数在其上的图形呈一条直线,利用概率纸,根据样本对总体分布的类型进行检验,对分布参数进行估计,以及进行其他简便快速的统计推断,确实服从正态分布;
5)粘滞区间
对于某一风速太阳城集团序列,其风速的最大值的整数部分加1为max,风速最小值的整数部分为min,将此序列的风速范围min,max进行区间划分,各区间长度为1m/s:[min,min+1),...,[max-1,max),将各风速功率样本点按各风速区间的范围进行归段;
各区间粘滞区间的求取步骤:
(1)求出该区间段内所含所有样本点的DP;
(2)用正态分布对该段内的DP进行概论密度拟合,并用KS和正态分布概率纸来进行正态分布检验;
(3)求出该拟合下的μ,σ;
用3σ准则定义粘度区间[μ-3σ,μ+3σ],令L=μ-3σ,R=μ+3σ,定义区间[L,R]为该段的粘滞区间,判断是否弃风的指标,当超长太阳城集团连续性样本点的功率所对应的DP不在此区间[L,R]内,就定义该点为弃风。
本发明的风电功率弃风数据特征识别方法具有科学合理,适用性强等优点,能够对风电机组的弃风数据进行了剔除,保证实际风速功率曲线建立精度。
附图说明
图1为某风机存在两类弃风点的风速功率散点示意图;
图2为某风机剔除前的风速功率散点示意图;
图3为某风机剔除后的风速功率散点示意图。
具体实施方式
下面利用附图和实施例对本发明的风电功率弃风数据特征识别方法进行详细说明。
参照图1-图3,本发明的风电功率弃风数据特征识别方法,包括以下步骤:
1)数据采集
以东北某风电场F为例,整场177台风电机组,单台机组额定功率为1500KW,切入风速为3m/s,额定风速为10.5m/s,切出风速为25m/s,经实际查证,其中某风机T在8月份全月无弃风,其功率波动只由风速波动及其风电机内部转换决定;
2)传变误差的定义
传变误差(DP)指的是实际风速所对应的实际功率减去同等风速下在标准功率曲线下的功率,
DP=P(i)-f(s(i))(1)
其中s(i)为第i时刻的风速,P(i)为第i时刻的实际风电功率,f(s(i))为基于此时刻的风速利用标准功率曲线得到的传变功率;
3)3σ准则
在正态分布中σ代表标准差,μ代表均值,x=μ即为图像的对称轴。3σ准则即为数值分布在(μ-σ,μ+σ)的概率为0.6526;分布在(μ-2σ,μ+2σ)的概率为0.9544;分布在(μ-3σ,μ+3σ)的概率为0.9974;
4)概率纸
概率纸是一类依特定的概率分布而制作的坐标纸,对于每个连续的分布函数,都设计一种坐标纸,使该分布函数在其上的图形呈一条直线,利用概率纸,根据样本对总体分布的类型进行检验,对分布参数进行估计,以及进行其他简便快速的统计推断,例如,对于某一太阳城集团序列,若要检验其是否服从正态分布,可以画出其正态分布概率纸,然后检验散点是否满足分布在直线边缘,并大体呈一条直线,若满足则此太阳城集团序列检验合格,确实服从正态分布;
5)粘滞区间
对于某一风速太阳城集团序列,其风速的最大值的整数部分加1为max,风速最小值的整数部分为min,将此序列的风速范围min,max进行区间划分,各区间长度为1m/s:[min,min+1),...,[max-1,max),将各风速功率样本点按各风速区间的范围进行归段。
各区间粘滞区间的求取步骤:
(1)求出该区间段内所含所有样本点的DP;
(2)用正态分布对该段内的DP进行概论密度拟合,并用KS和正态分布概率纸来进行正态分布检验;
(3)求出该拟合下的μ,σ;
用3σ准则定义粘度区间[μ-3σ,μ+3σ],令L=μ-3σ,R=μ+3σ,定义区间[L,R]为该段的粘滞区间(判断是否弃风的指标),当超长太阳城集团连续性样本点的功率所对应的DP不在此区间[L,R]内,就定义该点为弃风。
本发明的具体实施方式并非穷举,本领域技术人员不经过创造性劳动的简单复制和改进,应属于本发明权利要求的保护范围。

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