風(fēng)電機(jī)組短期可靠性預(yù)測(cè)模型與風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種成熟的可再生能源技術(shù),近年來(lái)在世界范圍內(nèi)得到快速發(fā)展。然而,由于長(zhǎng)期處于惡劣的自然環(huán)境中,風(fēng)電機(jī)組的停運(yùn)率較高,降低了風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。同時(shí),在電網(wǎng)的約束下,風(fēng)電場(chǎng)也會(huì)因?yàn)轱L(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差和風(fēng)電機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)產(chǎn)生一定程度的發(fā)電量損失。本文以提高風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo),對(duì)風(fēng)速與風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差分布特性、風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)參數(shù)異常辨識(shí)方法、風(fēng)電機(jī)組短期可靠性預(yù)測(cè)方法以及風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容包括：
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2、提出了風(fēng)速與風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差的核密度分布模型,研究了預(yù)測(cè)誤差分布特性。采用多種典型方法進(jìn)行風(fēng)速預(yù)測(cè),對(duì)比分析了單機(jī)風(fēng)速和風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速的預(yù)測(cè)精度。建立了基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的功率曲線,結(jié)合風(fēng)速預(yù)測(cè)方法進(jìn)行了風(fēng)電功率預(yù)測(cè)。研究了單機(jī)風(fēng)速與風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差分布與風(fēng)速、預(yù)測(cè)時(shí)間間隔之間的關(guān)系。結(jié)果表明,在三種預(yù)測(cè)方法下,單機(jī)風(fēng)速的預(yù)測(cè)誤差均明顯大于風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速的預(yù)測(cè)誤差,不同風(fēng)速區(qū)間內(nèi)的預(yù)測(cè)誤差分布差異明顯,預(yù)測(cè)誤差隨預(yù)測(cè)時(shí)間間隔的增大而增大。
　　

3、②提出并建立了風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)參數(shù)廣義模糊異常辨識(shí)模型。研究了風(fēng)電場(chǎng)SCADA系統(tǒng)提供的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)參數(shù)與自然環(huán)境和機(jī)組工作特征的關(guān)聯(lián)關(guān)系,建立了狀態(tài)參數(shù)的預(yù)測(cè)模型,分析了影響預(yù)測(cè)模型精度的主要因素。對(duì)比了本機(jī)近期數(shù)據(jù)模型、本機(jī)歷史數(shù)據(jù)模型和其他機(jī)組近期數(shù)據(jù)模型這三類預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)精度,在此基礎(chǔ)上提出了預(yù)測(cè)模型的選擇方法和預(yù)測(cè)殘差的異常程度量化方法,最終采用模糊綜合評(píng)判進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)的異常辨識(shí)。結(jié)果表明,廣義模糊異常辨識(shí)模型綜合了多個(gè)預(yù)測(cè)模型

4、的異常辨識(shí)結(jié)果,具有更高的準(zhǔn)確度。
　?、厶岢隽孙L(fēng)電機(jī)組短期可靠性預(yù)測(cè)模型。計(jì)及風(fēng)速與風(fēng)電機(jī)組停運(yùn)率的相關(guān)性,建立了考慮風(fēng)速的風(fēng)電機(jī)組統(tǒng)計(jì)停運(yùn)模型。對(duì)與自然環(huán)境密切相關(guān)的狀態(tài)參數(shù),提出了基于狀態(tài)參數(shù)概率預(yù)測(cè)的保護(hù)動(dòng)作模型;對(duì)具有保護(hù)動(dòng)作整定時(shí)間的狀態(tài)參數(shù),提出了基于越限時(shí)間的保護(hù)動(dòng)作模型。最后,綜合考慮各狀態(tài)參數(shù)的越限保護(hù)動(dòng)作概率和統(tǒng)計(jì)停運(yùn)概率,提出了計(jì)及狀態(tài)參數(shù)越限的風(fēng)電機(jī)組短期可靠性預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明,通過(guò)對(duì)狀態(tài)參數(shù)越限概率的

5、計(jì)算,風(fēng)電機(jī)組短期停運(yùn)模型的準(zhǔn)確性得到大幅提高。
　?、芴岢隽丝紤]機(jī)組短期可靠性和功率預(yù)測(cè)誤差的有功功率控制方法。分析了風(fēng)電場(chǎng)在無(wú)電網(wǎng)約束和限功率運(yùn)行兩種情況下的發(fā)電量損失原因,在無(wú)電網(wǎng)約束情況下,通過(guò)對(duì)低可靠性機(jī)組進(jìn)行降功率控制以減小其短期停運(yùn)概率。針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)限功率運(yùn)行情況,提出采用功率損失風(fēng)險(xiǎn)對(duì)可能損失的功率進(jìn)行量化,并提出了多臺(tái)機(jī)組總功率損失風(fēng)險(xiǎn)的蒙特卡洛模擬計(jì)算方法,獲取了單機(jī)功率損失風(fēng)險(xiǎn)和風(fēng)電場(chǎng)總功率損失風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系,提出