基于标杆机组的大型风电基地弃风电量的评估方法

摘要

本发明公开了一种基于标杆机组的大型风电基地弃风电量的评估方法，包括以下步骤：计算风电场每5分钟所有标杆机组的平均出力系数，计算该风电场每5分钟的实时开机容量，计算该风电场每5分钟的理论出力，计算出每5分钟的弃风电量，得出整个风电场一定时间段内的弃风电量，通过计算风电基地中每个风电场的弃风电量得到整个风电基地的弃风电量。实现操作简单、成本低且能准确的进行弃风电量计算的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及风电发电领域，具体地，涉及一种基于标杆机组的大型风电基地弃风电量的评估方法。

背景技术

风电场弃风电量是指受电网传输通道、安全运行需要等因素影响，风电场可发而未能发出的电量，该电量不包括风电场因风机自身设备故障等原因而未能发出的电量。

弃风是风电规模化发展过程中的一种普遍现象，跟水力发电过程中的弃水非常相似。大型风电基地覆盖面积广，一般包含多个风电场或风电场群，由于电网输送通道送出极限、实时负荷平衡等因素会导致一定程度的弃风。正确科学的认识弃风、以合理的方式计算弃风电量将有助于规模化风电的健康、平稳发展，有助于提升电网调度运行水平、推动风电规划与电网规划的协调发展、提高清洁能源利用率。

目前，我国风电行业尚未对弃风电量的评估算法形成标准，现有的方法一般是计算风电场的出力与装机容量的差额，而后对其进行积分得到弃风电量。但对于千万千瓦级风电基地而言，各风电场的实际出力同时率一般较低，因此用这种方法计算一般会造成对弃风电量计算的不准确。另一方法是通过测风塔对实际风能资源的量测，计算机组在无弃风条件下的理论出力，并与实际发电量相比，从而实现对弃风电量的估计，但该方法的前提是对风电基地内的所有风电场都有对应的测风塔，但当风电场没有对应测风塔时，这种方法便会失效，尤其对于千万千瓦级风电基地而言，很难为每个风电场都建立对应的测风塔。使得该方法成本比较高，操作比较复杂。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于标杆机组的大型风电基地弃风电量的评估方法，以实现操作简单、成本低且能准确的进行弃风电量计算的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于标杆机组的大型风电基地弃风电量的评估方法，包括以下步骤：

步骤一：通过风电场每5分钟上传一次的风机实时信息得到风电场所有机组的运行状态及各机组的实时出力，计算风电场每5分钟所有标杆机组的平均出力系数，公式如下：

其中，是第i个标杆机组的实际出力，是第i台标杆机组的单机容量，samp表示标杆机组的集合；

步骤二：计算该风电场每5分钟的实时开机容量，公式如下：

                                      

 其中， 是第i台机组的单机容量，start表示开机机组的集合；

步骤三：计算该风电场每5分钟的理论出力，公式如下：

                             ；

步骤四：通过EMS（能量管理系统）获得风电场每5分钟的实时出力值R，当理论出力值T大于实际出力值R时认为出现弃风，因此每5分钟的弃风电量表示为：

                            ；

步骤五：整个风电场一定时间段内的弃风电量表示为：

风电场单机容量以MW为单位，弃风电量的单位为MWh；

步骤六：通过计算风电基地中每个风电场的弃风电量得到整个风电基地的弃风电量。

根据本发明的优选实施例，当风电场出力受限时，风电场标杆机组保持正常发电状态；当包括标杆机组在内的风机均需要停机时，用风电场风机停运前的出力作为限电期间的平均限电电力，计算风电场弃风电量。

本发明的技术方案具有以下有益效果：

本发明的技术啊方案。通过各个风电场内的标杆机组的发电量，推算整个风电场的理论电量，通过与实际电量的比较得到风电场对应的弃风电量，进而得到整个风电基地的弃风电量。不需要每个风电场都建立测风塔，从而实现了操作简单、成本低且能准确的进行弃风电量计算的优点。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明实施例所述的基于标杆机组的大型风电基地弃风电量的评估方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

一种基于标杆机组的大型风电基地弃风电量的评估方法，包括以下步骤：

步骤一：通过风电场每5分钟上传一次的风机实时信息得到风电场所有机组的运行状态及各机组的实时出力，计算风电场每5分钟所有标杆机组的平均出力系数，公式如下：

其中，是第i个标杆机组的实际出力，是第i台标杆机组的单机容量，samp表示标杆机组的集合；

步骤二：计算该风电场每5分钟的实时开机容量，公式如下：

                                    

 其中， 是第i台机组的单机容量，start表示开机机组的集合；

步骤三：计算该风电场每5分钟的理论出力，公式如下：

                             ；

步骤四：通过EMS（能量管理系统）获得风电场每5分钟的实时出力值R，当理论出力值T大于实际出力值R时认为出现弃风，因此每5分钟的弃风电量表示为：

                            ；

步骤五：整个风电场一定时间段内的弃风电量表示为：

                                                     

风电场单机容量以MW为单位，弃风电量的单位为MWh；

步骤六：通过计算风电基地中每个风电场的弃风电量得到整个风电基地的弃风电量。

其中，当风电场出力受限时，风电场标杆机组保持正常发电状态；当包括标杆机组在内的风机均需要停机时，用风电场风机停运前的出力作为限电期间的平均限电电力，计算风电场弃风电量。

下文以风电场的具体运作为例进行详细说明，如图1所示：电网调度机构要求风电场限电时，对风电场的“标杆机组”不限电，以其发电量作为该风电场同类机组的理论应发电量，减去同类机组的实际发电量，通过求和得到整个风电场的弃风受限电量。

通过风电场每5分钟上传一次的风机实时信息可以得到风电场所有机组的运行状态及各机组的实时出力。计算某一风电场每5分钟所有标杆机组的平均出力系数

                                        （1）

计算该风电场每5分钟的实时开机容量

                                           （2）

计算该风电场每5分钟的理论出力

                                      （3）

通过EMS（能量管理系统）可以获得风电场每5分钟的实时出力值R，由于电网调度机构目前多数尚未形成完善的限电记录机制，当理论出力值T大于实际出力值R时认为出现弃风，因此每5分钟的弃风电量可以表示为：

                  （4）

因此整个风电场某一时间段内的弃风电量可以表示为：

                                                             （5）

如风电场单机容量以MW为单位，则弃风电量的单位为MWh。

通过计算风电基地中每个风电场的弃风电量可以得到整个风电基地的弃风电量。

其中，风电场标杆机组的确定，原则上按地理位置和地势均匀分布，能够选取不同型号，不同容量的机组，准确反映该风电场总体实际发电能力。各调度机构可以根据实际情况与风电场共同确定标杆机组，风电场标杆机组的选择原则上要求不超过风电机组数量的10%。选定的标杆机组发生故障时，风电场可以用相邻风电机组代替故障标杆机组，并及时报电力调度机构。

当风电场出力受限时，风电场标杆机组原则上不参与负荷受限调整，始终保持正常发电状态；当包括标杆机组在内的风机均需要停机时，可用风电场风机停运前的出力作为限电期间的平均限电电力，计算风电场弃风电量。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。