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以及风机运行状态(正常运行或故障检修)
作者:48365365体育投注    发布于:2015-07-20 08:51:13    文字:【】【】【
随着风力发电的大规模开发,风电给电网安全
运行和调度控制等带来巨大挑战[1-
2],为电力系统提供精确的风电场功率输出对电力安全生产至关重
要。
基于历史功率数据的风电功率建模,受电网侧限出力影响,无法真实反映风电场实际功率的变化
规律[3]
。基于风速预测的风电功率建模,风速模型
的建立尤为关键。针对风速模拟,国内外学者进行
了大量基础研究,
可分为三类。1)将自然风看做平均风速和湍动分量叠加而成,针对湍动分量的统计特点进行模拟,常用的方法
有谐波合成法和线性滤波法[
4-
6]。利用三角函数叠加的谐波合成法精度高,但不能描述风机间风速的
相关性,且计算量大;基于数字滤波技术的线性滤波法计算量小,速度快,同时考虑了风速间的时空相关
性,但多适用于模拟高层建筑垂直方向上的风速时程。
2)基于风速的功率谱密度函数(PSD),结合风电场内空间相关性矩阵,考虑风机旋转湍流、塔影效
应及风剪切等影响因素,
建立风电场内风机等效风速模型[
7-
10]。通常此类方法输入为全场统一风速,空间尺度范围大,不能精确到每台风机。
)结合风电场内空间物理关系,通过某台风机处风速,运用解析法或流体力学计算法描述风电场
内风的流动过程,计算场内其他风机风速。
文献[11-14]采用流体力学计算法描述风电场内不同条件下风速和风向分布,
但模型对输入参数要求高,计算复杂度高;文献[15-19]采用尾流模型描述风机背面流场运动及风速变化,虽然计算简单,满足精度要求,但未考虑风速传播的时延效应。一般而言,影响风电场功率输出的主要因素有:风机分布和地形、风速及风向、风机机械特性以及风机控制运行状态。其中,风机分布和地形主要影响
风电场内部大气流动,
导致各风机轮毂高度处输入风速的不同,进而影响风速的空间分布特性。而平
均风速、风向及风机布置主要影响风电场内风机间的时间延迟。由于风机机械特性(桨叶的旋转采样、转轴惯量以及风机塔影效应)的影响,风机轮毂高度
处和转轴处的输入风速是不同的[20-
21]。同时,风机
桨距角偏航角控制[2
],以及风机运行状态(正常运行或故障检修)[23-
24]直接影响风电场功率输出。
另外,由于成本限制,风电场建设前进行风能评
估时,风速监测一般只精确到风电场级和分钟到小
时级;
风电场实际运行时,风速预报的空间精度和时间精度也不高[
25-
26]。空间解析精度的提高有利于模拟复杂地形处的风速时程;而时间尺度的精确有利
于满足调度控制需求。
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