專利名稱：基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電功率曲線優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)能是目前最具有經(jīng)濟(jì)價值的可再生能源，根據(jù)中國國家發(fā)改委能源研究所發(fā)布《中國風(fēng)電發(fā)展路線圖2050》，中國風(fēng)電未來40年的發(fā)展目標(biāo):到2020年、2030年和2050年，風(fēng)電裝機(jī)容量將分別達(dá)到2億、4億和10億千瓦，到2050年，風(fēng)電將滿足17%的國內(nèi)電力需求。目前，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)成為風(fēng)能利用的主要設(shè)備，風(fēng)力發(fā)電成本仍然明顯高于傳統(tǒng)的火電、水電發(fā)電成本。風(fēng)電場年發(fā)電量、并網(wǎng)電價、壽命周期、建設(shè)費(fèi)用和運(yùn)營維護(hù)成本直接決定著風(fēng)能利用的經(jīng)濟(jì)效益，而對于已建成的風(fēng)電場，提高容量系數(shù)是直接提高發(fā)電量提高風(fēng)電經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在不同風(fēng)資源條件下，由于風(fēng)頻分布的不同、空氣密度不同以及湍流強(qiáng)度不同即使同種型號的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組年發(fā)電量也有可能存在較大的差異。在許多風(fēng)資源區(qū)域，風(fēng)資源呈現(xiàn)季節(jié)性、季風(fēng)性等變化規(guī)律，在一年的不同時間段內(nèi)風(fēng)速頻率分布可能有較明顯的變化。在風(fēng)電場內(nèi)由于各臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的地理位置不同，同時風(fēng)機(jī)之間受到相互影響導(dǎo)致各臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所在點(diǎn)的風(fēng)資源條件往往也不相同。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于控制工作點(diǎn)的不同，在不同風(fēng)速下風(fēng)能利用率也不同，對于確定的風(fēng)資源和確定的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組存在最優(yōu)控制方案，通過最優(yōu)控制方案控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線與風(fēng)資源條件最優(yōu)匹配使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組理論年發(fā)電量最大。目前已經(jīng)投入使用的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，往往在同一風(fēng)電場內(nèi)所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的功率曲線完全一致，同時在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組壽命周期內(nèi)往往一直采用初始設(shè)置的功率曲線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法，該方法包括以下步驟:
步驟1:對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組預(yù)存多條適合不同典型風(fēng)資源條件的功率曲線；
步驟2:獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作模式識別信息；
步驟3:確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作模式；
步驟4:基于模式識別結(jié)果確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線。步驟I中，風(fēng)資源條件主要指風(fēng)頻 分布模型，通常可以用威布爾來進(jìn)行描述，其計(jì)算公式可以表述為:
權(quán)利要求
1.基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是包括以下步驟: 步驟1:對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組預(yù)存多條適合不同典型風(fēng)資源條件的功率曲線； 步驟2:獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作模式識別信息； 步驟3:確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作模式； 步驟4:基于模式識別結(jié)果確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是步驟3中，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作模式可以采用根據(jù)工作日期確定，該方法主要針對風(fēng)資源變化季節(jié)性或季風(fēng)性周期變化規(guī)律較強(qiáng)的風(fēng)資源區(qū)域，可以根據(jù)具體日期結(jié)合農(nóng)歷節(jié)氣進(jìn)行風(fēng)機(jī)工作模式識別。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作模式可以通過系統(tǒng)辨識的方法實(shí)現(xiàn)，該方法通過動態(tài)辨識當(dāng)前區(qū)域風(fēng)頻模型，選取與辨識模型最接近的工作模態(tài)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作模態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是風(fēng)頻分布模型辨識數(shù)據(jù)來源于當(dāng)前時刻以前
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是風(fēng)頻模型辨識采用根據(jù)風(fēng)速的累積頻率進(jìn)行估計(jì)，首先將辨識風(fēng)速數(shù)據(jù)按照風(fēng)速出現(xiàn)范圍劃分為
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作模態(tài)確定可以采用通過計(jì)算各條預(yù)存功率曲線的容量系數(shù)，選取容量系數(shù)最大的功率曲線對應(yīng)的模態(tài)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組工作模態(tài)，容量系數(shù)可以按照下式計(jì)算:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法，其特征是本發(fā)明方法即可以適用于針對風(fēng)電場每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行基于模式識別技術(shù)的功率曲線優(yōu)化，也可以適用于針對風(fēng)`電場基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組統(tǒng)一功率曲線優(yōu)化。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于模式識別技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化方法。本發(fā)明提出的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組功率曲線優(yōu)化優(yōu)化方法分為4個步驟，最終通過確定最優(yōu)工作模式動態(tài)選取最優(yōu)功率曲線。本發(fā)明主要解決針對具有典型氣候周期變化特征的風(fēng)資源區(qū)域，風(fēng)頻分布往往會隨著時間周期變化，通過動態(tài)模式識別技術(shù)確定當(dāng)前工作模態(tài)，基于當(dāng)前工作模態(tài)選擇最優(yōu)功率曲線有效的提升了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動態(tài)容量系數(shù)。
文檔編號F03D9/00GK103225588SQ201210021630
公開日2013年7月31日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月31日
發(fā)明者賈利民, 雷濤, 劉展 申請人:北京能高自動化技術(shù)股份有限公司