權(quán)利要求書： 1.一種基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，包括以下步驟：步驟1、根據(jù)風(fēng)能數(shù)據(jù)，構(gòu)建山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，參數(shù)表的參數(shù)包括工況S、機(jī)組數(shù)N、機(jī)組編號(hào)序列WN、平均風(fēng)速av、風(fēng)速非一致性指標(biāo)的風(fēng)速變異系數(shù)σs及其置信區(qū)間CL，風(fēng)速空間分布類型WSD，風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，其中：(1)給定機(jī)組數(shù)N下，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值av的計(jì)算公式為(2)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差δ的計(jì)算公式為(3)以變異系數(shù)σs作為衡量風(fēng)速非一致性的指標(biāo)，其計(jì)算公式為其中，δ為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差，av為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值；

步驟2、由步驟1的山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇某一工況S，獲取風(fēng)速非一致性指標(biāo)的風(fēng)速變異系數(shù)σs及其置信水平CL，進(jìn)而計(jì)算變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu和下分位點(diǎn)σl；

步驟3、針對(duì)所選擇工況S，依據(jù)步驟2得到的上分位點(diǎn)σu、下分位點(diǎn)σl，結(jié)合山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表中該工況的風(fēng)速空間分布類型WSD，分別計(jì)算該σs置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的各機(jī)組風(fēng)速；

步驟4、針對(duì)所選擇工況S，由山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，并確定相關(guān)參數(shù)；

步驟5、針對(duì)所選擇工況S，計(jì)算該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp、折減因子αTM?H、以及第3步驟所得各機(jī)組風(fēng)速，分別計(jì)算該σs置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的機(jī)組機(jī)械輸出功率。

2.如權(quán)利要求1所述的基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟1的山地風(fēng)電場(chǎng)包括現(xiàn)有山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)分析場(chǎng)景和規(guī)劃山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)分析場(chǎng)景。

3.如權(quán)利要求2所述的基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其特征在于：所述現(xiàn)有山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的運(yùn)行方式分析場(chǎng)景，根據(jù)風(fēng)能歷史數(shù)據(jù)，借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)和聚類方法，獲得主要工況S集合，以及所對(duì)應(yīng)的平均風(fēng)速av、風(fēng)速非一致性指標(biāo)的風(fēng)速變異系數(shù)σs及其置信區(qū)間CL，風(fēng)速空間分布類型WSD，風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，其中：(1)給定機(jī)組數(shù)N下，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值av的計(jì)算公式為(2)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差δ的計(jì)算公式為(3)以變異系數(shù)σs作為衡量風(fēng)速非一致性的指標(biāo)，其計(jì)算公式為其中，δ為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差，av為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值；

(4)現(xiàn)有山地風(fēng)電場(chǎng)的變異系數(shù)置信區(qū)間CL，可取為，CL＝0.99或0.95；

(5)風(fēng)速空間分布類型WSD，涉及泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布、正態(tài)分布、瑞利分布、韋布爾分布；

(6)風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，包括斜坡風(fēng)、陣風(fēng)、“墨西哥草帽風(fēng)”，以及自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速。

4.如權(quán)利要求2所述的基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其特征在于：所述規(guī)劃山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的預(yù)想事件分析場(chǎng)景，根據(jù)風(fēng)能評(píng)估數(shù)據(jù)，借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)和聚類方法，獲得主要工況S集合，以及所對(duì)應(yīng)的平均風(fēng)速av、風(fēng)速非一致性指標(biāo)的風(fēng)速變異系數(shù)σs及其置信區(qū)間CL，風(fēng)速空間分布類型WSD，風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，其中：(1)給定機(jī)組數(shù)N下，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值av的計(jì)算公式為(2)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差δ的計(jì)算公式為(3)以變異系數(shù)σs作為衡量風(fēng)速非一致性的指標(biāo)，其計(jì)算公式為其中，δ為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差，av為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值；

(4)規(guī)劃山地風(fēng)電場(chǎng)的變異系數(shù)置信區(qū)間CL，可取為，CL＝0.95或0.9；

(5)風(fēng)速空間分布類型WSD，涉及泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布、正態(tài)分布、瑞利分布、韋布爾分布；

(6)風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，包括斜坡風(fēng)、陣風(fēng)、“墨西哥草帽風(fēng)”，以及自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速。

5.如權(quán)利要求1、2、3或4任一項(xiàng)所述的基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟2中由步驟1的山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇某一工況S，獲取風(fēng)速非一致性指標(biāo)的風(fēng)速變異系數(shù)σs及其置信水平CL，進(jìn)而計(jì)算變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu和下分位點(diǎn)σl，其具體步驟包括：步驟2.1、依據(jù)查表法，由Z檢驗(yàn)表可確定置信水平下的Zcl系數(shù)；

步驟2.2、計(jì)算相應(yīng)置信區(qū)間中變異系數(shù)下分位點(diǎn)σl：σl＝σs?Zcl×σd

以及相應(yīng)置信區(qū)間中變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu：σu＝σs+Zcl×σd

其中，變異系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差σd可取為0.05，或根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)樣本計(jì)算得到。

6.如權(quán)利要求1、2、3或4任一項(xiàng)所述的基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟3中針對(duì)所選擇工況S，依據(jù)步驟2得到的上分位點(diǎn)σu、下分位點(diǎn)σl，結(jié)合山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表中該工況的風(fēng)速空間分布類型WSD，分別計(jì)算該變異系數(shù)置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的各機(jī)組2組風(fēng)速i，i＝1,2,…,N，j，j＝1,2,…,N，具體步驟如下：

步驟3.1、根據(jù)步驟2選擇的工況S，結(jié)合步驟1山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表中該工況下可選的風(fēng)速空間分布類型，選擇一個(gè)風(fēng)速空間分布類型WSD，選擇依據(jù)為：現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)或類似風(fēng)電場(chǎng)典型工況或極端工況下的風(fēng)速空間分布與上述可選風(fēng)速空間分布類型WSD最為接近，即可選擇；

步驟3.2、依據(jù)步驟2所得風(fēng)速非一致性指標(biāo)的風(fēng)速變異系數(shù)的上分位點(diǎn)σu、下分位點(diǎn)σl，以及待分析工況的風(fēng)速平均值av，分別可得該工況下變異系數(shù)上分位點(diǎn)和下分位點(diǎn)對(duì)應(yīng)的風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差δu和δl

步驟3.3、將上述參數(shù)代入相應(yīng)概率分布函數(shù)中，得到對(duì)應(yīng)于變異系數(shù)上下分位點(diǎn)的2組N個(gè)服從該風(fēng)速空間分布類型WSD的正態(tài)分布的偽隨機(jī)數(shù)據(jù)，即該變異系數(shù)置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的2組N臺(tái)機(jī)組的風(fēng)速i,i＝1,2…,N，j，j＝1,2,…,N。

7.如權(quán)利要求1、2、3或4任一項(xiàng)所述的基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟4中針對(duì)所選擇工況S，由山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，并確定參數(shù)，相關(guān)WTD模型及其參數(shù)如下：(1)WTD＝1，即斜坡風(fēng)模型，其數(shù)學(xué)模型如下：式中，0為初始風(fēng)速，tsr為斜坡風(fēng)起始時(shí)間，ter為斜坡風(fēng)結(jié)束時(shí)間，Ar為風(fēng)速增加幅值，Dr＝ter–tsr；

(2)WTD＝2，即陣風(fēng)模型，其數(shù)學(xué)模型如下：式中，0為初始風(fēng)速，tsg為陣風(fēng)起始時(shí)間，teg為陣風(fēng)結(jié)束時(shí)間，max為最大風(fēng)速，Ag＝(max–0)/2，Dg＝teg–tsg；

(3)WTD＝3，即“墨西哥草帽風(fēng)”模型，其數(shù)學(xué)模型如下：式中，0為初始風(fēng)速、max為最大風(fēng)速、min為最小風(fēng)速，草帽風(fēng)起始時(shí)間為t0，草帽風(fēng)結(jié)束時(shí)間為t3，草帽上升沿時(shí)間為t1，草帽下降沿時(shí)間為t2；

(4)WTD＝4，即一種自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速模型，其數(shù)學(xué)模型如下：式中，0為初始時(shí)刻t0風(fēng)速，1、2、3和4分別為中間過(guò)程各時(shí)間點(diǎn)t1、t2、t3、t4的風(fēng)速，5為結(jié)束時(shí)刻t5的風(fēng)速，其中，1＝K10，2＝K21，3＝K32，4＝K43，5＝K54，K1，K2，K3，K4，K5為各比例系數(shù)。

8.如權(quán)利要求1、2、3或4任一項(xiàng)所述的基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其特征在于：所述步驟5中針對(duì)所選擇工況S，計(jì)算該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp、折減因子αTM?H、以及第3步驟所得各機(jī)組風(fēng)速i和j，分別計(jì)算該σs置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的2組各機(jī)組機(jī)械輸出功率Pmech_i，i＝1,2,…,N，Pmech_j，j＝1,2,…,N，具體步驟如下：步驟5.1、求取該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp，

2 ?0.17r

Cp＝0.5(r?0.022β?5.6)e式中：β為槳距角；r滿足公式r＝2.237w/ω；w為風(fēng)速，m/s；ω為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子角速度，rad/s；

步驟5.2、計(jì)算山地風(fēng)電場(chǎng)空氣密度折減因子aTM?H，3

式中：ρH為海拔高度為H時(shí)的空氣密度，g/m ；ρ0為常溫、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣3

密度，海平面、15℃條件下空氣的密度是1.225g/m ；H為海拔高度，單位m；T0為絕對(duì)溫度，取

273℃；α為空氣溫度梯度，取0.0065℃/m；αH為海拔高度折減因子；

密度與溫度、相對(duì)濕度、大氣壓的關(guān)系為其中，t為氣溫，℃；P為大氣壓，hPa； 為相對(duì)濕度，％；aTM為該溫度、相對(duì)濕度下的空氣密度折減因子；

最終得到空氣密度與海拔高度、溫度、相對(duì)濕度、大氣壓的關(guān)系為：ρ＝αTMαHρ0＝αTM?Hρ0步驟5.3、求取風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)械功率Pmech，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)空氣動(dòng)力模型，計(jì)算該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率，

2 2 3

式中S為風(fēng)輪掃過(guò)面積，S＝πR＝3770m ；R為風(fēng)輪葉片半徑，m；ρ為空氣密度,g/m ；w為風(fēng)速,m/s。

說(shuō)明書： 基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法。

背景技術(shù)[0002] 隨著我國(guó)環(huán)境問(wèn)題的凸顯，風(fēng)力發(fā)電作為解決環(huán)境問(wèn)題的有效手段之一，近十年來(lái)不斷增長(zhǎng)，并已成為我國(guó)繼煤電、水電之后的第三大電源。截至2016年底，我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)

已達(dá)10萬(wàn)余臺(tái)，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到1.69億千瓦。根據(jù)我國(guó)風(fēng)電規(guī)劃目標(biāo)，到2020年底，風(fēng)電

累計(jì)年發(fā)電量確保達(dá)到4200億千瓦時(shí)，約占全國(guó)總發(fā)電量的6％，可以說(shuō)風(fēng)電正在成為我國(guó)

能源結(jié)構(gòu)的重要組成部分。但風(fēng)電出力具有隨機(jī)性和間歇性以及反調(diào)峰特性，給電力系統(tǒng)

安全穩(wěn)定運(yùn)行提出了一系列新的問(wèn)題，引起了國(guó)內(nèi)外電力與能源領(lǐng)域工業(yè)界專家和學(xué)術(shù)界

學(xué)者的廣泛關(guān)注和深入研究。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)可利用的低風(fēng)速資源面積約占全國(guó)風(fēng)能資源區(qū)

的68％。近來(lái)，隨著高塔筒、大葉輪等技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐，我國(guó)內(nèi)陸風(fēng)電重點(diǎn)開發(fā)區(qū)域由限電

嚴(yán)重的高風(fēng)速“三北地區(qū)”逐漸轉(zhuǎn)向接近電網(wǎng)負(fù)荷受端地區(qū)，不存在遠(yuǎn)距離送電問(wèn)題的低風(fēng)

速“華南、西南、華東地區(qū)”，但此類地區(qū)海拔高、地形和氣象條件復(fù)雜，山地風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行特性

具有較為明顯的差異性特征。其中，貴州特有的高原山區(qū)氣象性能決定了風(fēng)能所處環(huán)境有

著海拔高、濕度大、地形復(fù)雜等特點(diǎn)，山地風(fēng)電場(chǎng)明顯區(qū)別于我國(guó)其他區(qū)域的平原、海上風(fēng)

電場(chǎng)。以貴州來(lái)看，預(yù)計(jì)2017年底，風(fēng)電裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到4490兆瓦，占全網(wǎng)裝機(jī)比例達(dá)到

9.8％，提升2％；全年發(fā)電量67億千瓦時(shí)，占全網(wǎng)發(fā)電量4.2％?？梢灶A(yù)見隨著風(fēng)電裝機(jī)比例

進(jìn)一步增長(zhǎng)，將對(duì)貴州電網(wǎng)為代表的交直流送端電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。因

此，亟需面向云貴高原地理和氣候環(huán)境特點(diǎn)，開展山地風(fēng)電場(chǎng)機(jī)電暫態(tài)模型及其建模方法

研究，更好地掌握高比例風(fēng)能接入電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，從而為類似環(huán)境地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃建

設(shè)和運(yùn)行調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步奠定基礎(chǔ)。

[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，風(fēng)電場(chǎng)原動(dòng)機(jī)模型側(cè)風(fēng)速模擬上一般采用在一個(gè)時(shí)段內(nèi)單一機(jī)組、測(cè)風(fēng)塔甚至整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)所有機(jī)組的平均風(fēng)速，導(dǎo)致應(yīng)用于山地風(fēng)電場(chǎng)時(shí)，模型輸出功率特

性準(zhǔn)確性不高，難以適應(yīng)含復(fù)雜地形山地風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析的需要；此外，近

期有研究提出考慮弱一致性風(fēng)速分布山地風(fēng)電場(chǎng)的機(jī)電暫態(tài)模型構(gòu)建，但卻沒有提出關(guān)于

該弱一致性或非一致性的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)，故無(wú)法量化評(píng)價(jià)和使用山地風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速非一致

性空間分布特征。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提出一種能量化評(píng)價(jià)和使用山地風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速非一致性空間分布特征，有益于風(fēng)速空間分布的量化模擬，提高對(duì)于弱一致性分布山地風(fēng)

電場(chǎng)接入系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析的準(zhǔn)確性的基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)

算方法。

[0005] 本發(fā)明的一種基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，包括以下步驟：

[0006] 步驟1、根據(jù)風(fēng)能歷史數(shù)據(jù)或評(píng)估數(shù)據(jù)，構(gòu)建山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，參數(shù)表的參數(shù)包括工況S、機(jī)組數(shù)N、機(jī)組編號(hào)序列WN、平均風(fēng)速av、風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變

異系數(shù))σs及其置信區(qū)間CL，風(fēng)速空間分布類型WSD，風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD；

[0007] 步驟2、由步驟1的山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇某一工況S，獲取風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))σs及其置信水平CL，進(jìn)而計(jì)算變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu和下分位點(diǎn)

σl；

[0008] 步驟3、針對(duì)所選擇工況S，依據(jù)步驟2得到的上分位點(diǎn)σu、下分位點(diǎn)σl，結(jié)合山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表中該工況的風(fēng)速空間分布類型WSD，分別計(jì)算該σs置信區(qū)間對(duì)應(yīng)

的各機(jī)組2組風(fēng)速i，i＝1,2,…,N，j，j＝1,2,…,N；

[0009] 步驟4、針對(duì)所選擇工況S，由山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，并確定參數(shù)；

[0010] 步驟5、針對(duì)所選擇工況S，計(jì)算該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp、折減因子αTM?H、以及第3步驟所得各機(jī)組風(fēng)速i和j，分別計(jì)算該σs置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的2組各機(jī)組機(jī)械輸出功率

Pmech_i，i＝1,2,…,N，Pmech_j，j＝1,2,…,N。

[0011] 上述基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其中：所述步驟1的山地風(fēng)電場(chǎng)包括現(xiàn)有山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)分析場(chǎng)景和規(guī)劃山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)分析

場(chǎng)景。

[0012] 上述基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其中：所述現(xiàn)有山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的運(yùn)行方式分析場(chǎng)景，根據(jù)風(fēng)能歷史數(shù)據(jù)，借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)和聚類方

法，獲得主要工況S集合，以及所對(duì)應(yīng)的平均風(fēng)速av、風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))σs

及其置信區(qū)間CL，風(fēng)速空間分布類型WSD，風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，其中：

[0013] (1)給定機(jī)組數(shù)N下，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值av的計(jì)算公式為[0014][0015] (2)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差δ的計(jì)算公式為[0016][0017] (3)提出以變異系數(shù)σs作為衡量風(fēng)速非一致性的指標(biāo)，其計(jì)算公式為[0018][0019] 其中，δ為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差，av為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值；[0020] (4)現(xiàn)有山地風(fēng)電場(chǎng)的變異系數(shù)置信區(qū)間CL，可取為，CL＝0.99或0.95；[0021] (5)風(fēng)速空間分布類型WSD，涉及泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布、正態(tài)分布、瑞利分布、韋布爾分布；

[0022] (6)風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，包括斜坡風(fēng)、陣風(fēng)、“墨西哥草帽風(fēng)”，以及自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速。

[0023] 上述基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其中：所述規(guī)劃山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的預(yù)想事件分析場(chǎng)景，根據(jù)風(fēng)能評(píng)估數(shù)據(jù)，借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)和聚類方

法，獲得主要工況S集合，以及所對(duì)應(yīng)的平均風(fēng)速av、風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))σs

及其置信區(qū)間CL，風(fēng)速空間分布類型WSD，風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，其中：

[0024] (1)給定機(jī)組數(shù)N下，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值av的計(jì)算公式為[0025][0026] (2)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差δ的計(jì)算公式為[0027][0028] (3)提出以變異系數(shù)σs作為衡量風(fēng)速非一致性的指標(biāo)，其計(jì)算公式為[0029][0030] 其中，δ為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差，av為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值；[0031] (4)規(guī)劃山地風(fēng)電場(chǎng)的變異系數(shù)置信區(qū)間CL，可取為，CL＝0.95或0.9；[0032] (5)風(fēng)速空間分布類型WSD，涉及泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布、正態(tài)分布、瑞利分布、韋布爾分布；

[0033] (6)風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，包括斜坡風(fēng)、陣風(fēng)、“墨西哥草帽風(fēng)”，以及自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速。

[0034] 上述基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其中：所述步驟2中由步驟1的山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇某一工況S，獲取風(fēng)速非一致性指標(biāo)

(風(fēng)速變異系數(shù))σs及其置信水平CL，進(jìn)而計(jì)算變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu和下分位點(diǎn)σl，其具體步

驟包括：

[0035] 步驟2.1、依據(jù)查表法，由Z檢驗(yàn)表可確定置信水平下的Zcl系數(shù)；[0036] 步驟2.2、計(jì)算相應(yīng)置信區(qū)間中變異系數(shù)下分位點(diǎn)σl：[0037] σl＝σs?Zcl×σd`[0038] 以及相應(yīng)置信區(qū)間中變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu：[0039] σu＝σs+Zcl×σd[0040] 其中，變異系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差σd可取為0.05，或根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)樣本計(jì)算得到。[0041] 上述基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其中：所述步驟3中針對(duì)所選擇工況S，依據(jù)步驟2得到的上分位點(diǎn)σu、下分位點(diǎn)σl，結(jié)合山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)

空特征參數(shù)表中該工況的風(fēng)速空間分布類型WSD，分別計(jì)算該變異系數(shù)置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的各

機(jī)組2組風(fēng)速i，i＝1,2,…,N，j，j＝1,2,…,N,具體步驟如下：

[0042] 步驟3.1、根據(jù)步驟2選擇的工況S，結(jié)合步驟1山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表中該工況下可選的風(fēng)速空間分布類型，選擇一個(gè)風(fēng)速空間分布類型WSD，選擇依據(jù)為：現(xiàn)有風(fēng)

電場(chǎng)或類似風(fēng)電場(chǎng)典型工況或極端工況下的風(fēng)速空間分布與上述可選風(fēng)速空間分布類型

WSD最為接近，即可選擇；

[0043] 步驟3.2、依據(jù)步驟2所得風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))上分位點(diǎn)σu、下分位點(diǎn)σl，以及待分析工況的風(fēng)速平均值av，分別可得該工況下變異系數(shù)上分位點(diǎn)和下分位點(diǎn)

對(duì)應(yīng)的風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差δu和δl。

[0044][0045] 步驟3.3、將上述參數(shù)代入相應(yīng)概率分布函數(shù)中，得到對(duì)應(yīng)于變異系數(shù)上下分位點(diǎn)的2組N個(gè)服從該風(fēng)速空間分布類型WSD(正態(tài)分布)的偽隨機(jī)數(shù)據(jù)，即該變異系數(shù)置信區(qū)間

對(duì)應(yīng)的2組N臺(tái)機(jī)組的風(fēng)速i,i＝1,2…,N，j，j＝1,2,…,N。

[0046] 上述基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其中：所述步驟4中針對(duì)所選擇工況S，由山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，

并確定參數(shù)，相關(guān)WTD模型及其參數(shù)如下：

[0047] (1)WTD＝1，即斜坡風(fēng)模型，其數(shù)學(xué)模型如下：[0048][0049] 式中，斜坡風(fēng)起始時(shí)間tsr，斜坡風(fēng)結(jié)束時(shí)間ter，風(fēng)速增加幅值A(chǔ)r，Dr＝ter–tsr；[0050] (2)WTD＝2，即陣風(fēng)模型，其數(shù)學(xué)模型如下：[0051][0052] 式中，陣風(fēng)起始時(shí)間tsg，陣風(fēng)結(jié)束時(shí)間teg，最大風(fēng)速max，Ag＝(max–0)/2，Dg＝teg–tsg；

[0053] (3)WTD＝3，即“墨西哥草帽風(fēng)”模型，其數(shù)學(xué)模型如下：[0054][0055] 式中，0為初始風(fēng)速、max為最大風(fēng)速、min為最小風(fēng)速，草帽風(fēng)起始時(shí)間t0，草帽風(fēng)結(jié)束時(shí)間t3，草帽上升沿時(shí)間t1，草帽下降沿時(shí)間t2；

[0056] (4)WTD＝4，即一種自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速模型，其數(shù)學(xué)模型如下：[0057][0058] 式中，0為初始時(shí)刻t0風(fēng)速，1、2、3、4分別為中間過(guò)程各時(shí)間點(diǎn)t1、t2、t3、t4的風(fēng)速，5為結(jié)束時(shí)刻t5的風(fēng)速，其中，1＝K10，2＝K21，3＝K32，4＝K43，5＝K54，K1，K2，K3，

K4，K5為各比例系數(shù)；

[0059] 上述基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，其中：所述步驟5中針對(duì)所選擇工況S，計(jì)算該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp、折減因子αTM?H、以及第3步驟所

得各機(jī)組風(fēng)速i和j，分別計(jì)算該σs置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的2組各機(jī)組機(jī)械輸出功率Pmech_i，i＝1,

2,…,N，Pmech_j，j＝1,2,…,N，具體步驟如下：

[0060] 步驟5.1、求取該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp，[0061] Cp＝0.5(r?0.022β2?5.6)e?0.17r[0062] 式中：β為槳距角；r滿足公式r＝2.237w/ω；w為風(fēng)速，m/s；ω為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子角速度，rad/s；

[0063] 步驟5.2、計(jì)算山地風(fēng)電場(chǎng)空氣密度折減因子aTM?H，[0064][0065] 式中：ρH為海拔高度為H時(shí)的空氣密度，g/m3；ρ0為常溫、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下3

空氣密度，海平面、15℃條件下空氣的密度是1.225g/m ；H為海拔高度，單位m；T0為絕對(duì)溫

度，取273℃；α為空氣溫度梯度，取0.0065℃/m；αH為海拔高度折減因子；

[0066] 密度與溫度、相對(duì)濕度、大氣壓的關(guān)系為[0067][0068] 其中，t為氣溫，℃；P為大氣壓，hPa；為相對(duì)濕度，％；aTM為該溫度、相對(duì)濕度下的空氣密度折減因子；

[0069] 最終得到空氣密度與海拔高度、溫度、相對(duì)濕度、大氣壓的關(guān)系為：[0070] ρ＝αTMαHρ0＝αTM?Hρ0[0071] 步驟5.3、求取風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)械功率Pmech[0072] 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)空氣動(dòng)力模型，計(jì)算該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率，[0073][0074] 式中S為風(fēng)輪掃過(guò)面積(S＝πR2＝3770m2)；R為風(fēng)輪葉片半徑，m；ρ為空氣密度,g/3

m；w為風(fēng)速,m/s。

[0075] 總體來(lái)看，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下明顯的有益效果：[0076] 本發(fā)明的建模方法通過(guò)利用現(xiàn)有或規(guī)劃風(fēng)電場(chǎng)各臺(tái)風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速、最小風(fēng)速等歷史數(shù)據(jù)或風(fēng)能評(píng)估數(shù)據(jù)，計(jì)算或估算相應(yīng)山地風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速變

異系數(shù)，并以此作為衡量該風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速非一致性指標(biāo)。從而解決了現(xiàn)有建模技術(shù)往往采

用一個(gè)時(shí)段內(nèi)單一機(jī)組、測(cè)風(fēng)塔，甚至整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)所有機(jī)組的平均風(fēng)速，不能反映山地區(qū)別

于平原和海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力時(shí)空分布弱一致性特征，缺失關(guān)于該弱一致性或非一致性特征

的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)，導(dǎo)致難以準(zhǔn)確模擬和分析山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性等技術(shù)問(wèn)題。該

指標(biāo)相較于標(biāo)準(zhǔn)差、離差平方和等，更直觀、靈敏、有效地反映了風(fēng)速的非一致性，解決了現(xiàn)

有技術(shù)中反映山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速非一致性指標(biāo)缺失的問(wèn)題，有益于風(fēng)速空間分布的量化模

擬，對(duì)于弱一致性分布山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析的準(zhǔn)確性提高，有明顯的有益效果。引

入置信水平，將風(fēng)速空間分布的點(diǎn)估計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)間估計(jì)問(wèn)題，有益于預(yù)想場(chǎng)景下風(fēng)電

場(chǎng)出力隨機(jī)性和間歇性的模擬。

[0077] 總之，本發(fā)明通過(guò)引入風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))σs，進(jìn)行山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，相較于現(xiàn)有技術(shù)更為準(zhǔn)確地模擬山地風(fēng)電場(chǎng)的時(shí)域動(dòng)態(tài)特性。

附圖說(shuō)明[0078] 圖1為山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速非一致性指標(biāo)備選項(xiàng)計(jì)算結(jié)果的比較圖；[0079] 圖2為本發(fā)明的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算流程圖；[0080] 圖3為實(shí)施例中的貴州某山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)編號(hào)及分布示意圖；[0081] 圖4為實(shí)施例中的貴州某山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)示意圖；[0082] 圖5為實(shí)施例中的山地風(fēng)電場(chǎng)平均風(fēng)速略高于切入風(fēng)速(av＝3.5m/s)的情形下各機(jī)組風(fēng)速空間分布(起始時(shí)刻)及時(shí)間分布圖；

[0083] 圖6為實(shí)施例中的山地風(fēng)電場(chǎng)平均風(fēng)速約為典型低風(fēng)速(av＝7m/s)的情形下各機(jī)組風(fēng)速空間分布(起始時(shí)刻)及時(shí)間分布圖；

[0084] 圖7為實(shí)施例中的av＝3.5m/s情形下傳統(tǒng)等值建模法與本發(fā)明所提方法獲得的風(fēng)電場(chǎng)送出線路有功功率、無(wú)功功率以及升壓站高壓側(cè)母線電壓時(shí)域仿真結(jié)果對(duì)比圖；

[0085] 圖8為實(shí)施例中的av＝7m/s情形下傳統(tǒng)等值建模法與本發(fā)明所提方法獲得的風(fēng)電場(chǎng)送出線路有功功率、無(wú)功功率以及升壓站高壓側(cè)母線電壓時(shí)域仿真結(jié)果對(duì)比圖；

[0086] 圖9為實(shí)施例中的不同弱一致性風(fēng)速指標(biāo)情形下本發(fā)明所提機(jī)械功率計(jì)算方法所得有功功率仿真結(jié)果偏差比例。

具體實(shí)施方式[0087] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明不受所述具體實(shí)施例所限。

[0088] 通過(guò)以下3個(gè)方面，即特性剖析、指標(biāo)提出、置信水平的分析、討論與思考，本發(fā)明提出了一種基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法。

[0089] 1、特性剖析。[0090] 山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速空間分布非一致性特性及誘因分析如下：(1)高程因素。山地風(fēng)電場(chǎng)地域起伏，與平原或沿海灘涂區(qū)域相比，其風(fēng)能分布除受到粗糙度、風(fēng)機(jī)尾流、障礙物的

影響，還會(huì)受到地形和高程變化的影響。其中由于風(fēng)速隨高度切變的原理，而風(fēng)能與風(fēng)速呈

三次方關(guān)系，高程變化是山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能或者說(shuō)風(fēng)速分布變化的最主要影響因素。(2)地形

因素。復(fù)雜地形變化形成了山脊、山谷、山凹、陡壁、盆地等地貌形式，可能產(chǎn)生迎風(fēng)面、背風(fēng)

面、喇叭口等情況，也會(huì)造成風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各處風(fēng)速與風(fēng)向變化大、紊流強(qiáng)度不一、風(fēng)切變、極端

風(fēng)況等不同情況。(3)風(fēng)機(jī)布置因素。有別于平原和海上風(fēng)電場(chǎng)，主導(dǎo)風(fēng)向穩(wěn)定的山地風(fēng)電

場(chǎng)中風(fēng)機(jī)布置間距并非風(fēng)機(jī)發(fā)電量差異的決定性因素，而往往與風(fēng)機(jī)所處地及其周圍的地

形地貌，特別是風(fēng)機(jī)所在山脊的地勢(shì)與走向更為相關(guān)。

[0091] 2、指標(biāo)提出。[0092] 山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速非一致性指標(biāo)的選擇與確定。為了選擇和確定山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速不一致性量化指標(biāo)，以貴州某山區(qū)兩期風(fēng)電場(chǎng)的2016年風(fēng)速實(shí)測(cè)值為例，進(jìn)行了數(shù)理統(tǒng)計(jì)分

析與指標(biāo)比選。采用標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、離差平方和以及最大最小值之差與最大值之比4個(gè)

備選指標(biāo)，對(duì)該兩期風(fēng)電場(chǎng)逐月風(fēng)速進(jìn)行了上述指標(biāo)值的計(jì)算，并給出了相應(yīng)月平均風(fēng)速，

結(jié)果如圖1所示。其中圖1a、1b、1c以及圖1d分別為標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)、離差平方和以及最大

最小值之差與最大值之比作為山區(qū)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速分布非一致性指標(biāo)時(shí)的全年逐月變化情況。

對(duì)比觀察上述4張圖可見，該風(fēng)電場(chǎng)兩期工程平均風(fēng)速有一定差異的情況下，最具全面性、

差別性、形象地反映它們風(fēng)速分布非一致性的指標(biāo)就是變異系數(shù)，例如：對(duì)比圖1a、1b、1c,3

月，5月，6月以及12月計(jì)算結(jié)果顯示兩期風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差以及離差平方和差異很小甚

至相同，但變異系數(shù)確能給出清晰的差異指示。此外，對(duì)比圖1b和圖1d,變異系數(shù)和最大最

小值之差與最大值之比指標(biāo)有較好的一致性和差異性指示效果，但8月和9月的計(jì)算結(jié)果顯

示后者的數(shù)值變化不太穩(wěn)定，過(guò)于激烈，其中8月后者兩期工程數(shù)值差異接近25％，而前者

兩期工程差異僅8％左右；9月后者兩期工程數(shù)值幾乎無(wú)差異，但前者兩期工程差異仍有8％

左右。因此，可以認(rèn)為變異系數(shù)作為風(fēng)速非一致性指標(biāo)，最能更直觀、靈敏、有效的反映山地

風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)速非一致性水平。

[0093] 3、置信水平。[0094] 在抽樣對(duì)總體參數(shù)作出估計(jì)時(shí)，由于樣本的隨機(jī)性，其結(jié)論總是不確定的。因此，采用一種概率的陳述方法，也就是數(shù)理統(tǒng)計(jì)中的區(qū)間估計(jì)法，即估計(jì)值與總體參數(shù)在一定

允許的誤差范圍以內(nèi)，其相應(yīng)的概率有多大，這個(gè)相應(yīng)的概率稱作置信水平，可用CL表示。

而置信區(qū)間是指在某一置信水平下，樣本統(tǒng)計(jì)值與總體參數(shù)值間誤差范圍。顯然，山地風(fēng)電

場(chǎng)風(fēng)速變化隨機(jī)性也將導(dǎo)致非一致性指標(biāo)值變得不確定，因此，很有必要在指標(biāo)中引入數(shù)

理統(tǒng)計(jì)理論中的置信水平概念，將風(fēng)速空間分布的點(diǎn)估計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)間估計(jì)問(wèn)題。其中，

對(duì)于現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行方式分析來(lái)說(shuō)，其風(fēng)速非一致性指標(biāo)置信水平結(jié)合歷史數(shù)據(jù)的質(zhì)量，

可適當(dāng)取高一些，如0.95，甚至0.98等。而對(duì)于規(guī)劃風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃方案分析來(lái)說(shuō)，結(jié)合測(cè)風(fēng)塔

數(shù)據(jù)、風(fēng)能評(píng)估數(shù)據(jù)和風(fēng)機(jī)微觀選址情況進(jìn)行取值，一般來(lái)看，一個(gè)10～20平方公里的風(fēng)電

場(chǎng)場(chǎng)區(qū)會(huì)安裝1～2個(gè)測(cè)風(fēng)塔，但是復(fù)雜地形條件各異，測(cè)風(fēng)塔的代表性大大降低，同時(shí)計(jì)算

流體動(dòng)力學(xué)模型也無(wú)法保證計(jì)算的精確性。因此，其風(fēng)速非一致性指標(biāo)置信水平取值相較

于現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)，可適當(dāng)調(diào)低，如：0.9等。

[0095] 本發(fā)明的技術(shù)方案：[0096] 參見圖2，一種基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，它包括：

[0097] 步驟1、根據(jù)風(fēng)能歷史數(shù)據(jù)或評(píng)估數(shù)據(jù)，構(gòu)建山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，涉及工況S、機(jī)組數(shù)N、機(jī)組編號(hào)序列WN、平均風(fēng)速av、風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))σs及

其置信區(qū)間CL，風(fēng)速空間分布類型WSD，風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD。

[0098] 步驟2、由步驟1的山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇某一工況S，獲取風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))σs及其置信水平CL，進(jìn)而計(jì)算變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu和下分位點(diǎn)

σl。

[0099] 步驟3、針對(duì)所選擇工況S，依據(jù)步驟2得到的上分位點(diǎn)σu、下分位點(diǎn)σl，結(jié)合山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表中該工況的風(fēng)速空間分布類型WSD，分別計(jì)算該σs置信區(qū)間對(duì)應(yīng)

的各機(jī)組2組風(fēng)速i，i＝1,2,…,N，j，j＝1,2,…,N。

[0100] 步驟4、針對(duì)所選擇工況S，由山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，并確定參數(shù)。

[0101] 步驟5、針對(duì)所選擇工況S，計(jì)算該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp、折減因子αTM?H、以及第3步驟所得各機(jī)組風(fēng)速i和j，分別計(jì)算該σs置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的2組各機(jī)組機(jī)械輸出功率

Pmech_i，i＝1,2,…,N，Pmech_j，j＝1,2,…,N。

[0102] 其中步驟1包括現(xiàn)有山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)分析場(chǎng)景和規(guī)劃山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)分析場(chǎng)景兩類，具體步驟包括：

[0103] 步驟1.1、對(duì)于現(xiàn)有山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的運(yùn)行方式分析場(chǎng)景，根據(jù)風(fēng)能歷史數(shù)據(jù)，借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)和聚類方法，獲得主要工況S集合，以及所對(duì)應(yīng)的平均風(fēng)速av、風(fēng)速非一致

性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))σs及其置信區(qū)間CL，風(fēng)速空間分布類型WSD，風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，

其中，

[0104] (1)給定機(jī)組數(shù)N下，風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值av的計(jì)算公式為[0105][0106] (2)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差δ的計(jì)算公式為[0107][0108] (3)提出以變異系數(shù)σs作為衡量風(fēng)速非一致性的指標(biāo)，其計(jì)算公式為[0109][0110] 其中，δ為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差，av為風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速平均值。[0111] (4)現(xiàn)有山地風(fēng)電場(chǎng)的變異系數(shù)置信區(qū)間CL，一般來(lái)說(shuō)可取為，CL＝0.99或0.95。[0112] (5)風(fēng)速空間分布類型WSD，一般來(lái)說(shuō)涉及，泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布、正態(tài)分布、瑞利分布、韋布爾分布。

[0113] (6)風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，一般來(lái)說(shuō)包括，斜坡風(fēng)、陣風(fēng)、“墨西哥草帽風(fēng)”，以及1種自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速。

[0114] 步驟1.2、對(duì)于規(guī)劃山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)的預(yù)想事件分析場(chǎng)景，根據(jù)風(fēng)能評(píng)估數(shù)據(jù)，采用類似于步驟1.1的方法，獲得主要工況S集合，平均風(fēng)速av、風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速

變異系數(shù))σs及其置信區(qū)間CL，風(fēng)速空間分布類型WSD，風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD。但對(duì)于規(guī)劃

山地風(fēng)電場(chǎng)的變異系數(shù)置信區(qū)間CL，一般來(lái)說(shuō)可取為，CL＝0.95或0.9。

[0115] 步驟2由步驟1的山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇某一工況S，獲取風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))σs及其置信水平CL，進(jìn)而計(jì)算變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu和下分位點(diǎn)σl。

具體步驟包括：

[0116] 步驟2.1、依據(jù)查表法，由Z檢驗(yàn)表可確定置信水平下的Zcl系數(shù)，例如：當(dāng)置信水平CL＝90％時(shí)，Zcl＝1.645；當(dāng)置信水平CL＝95％時(shí)，Zcl＝1.96；當(dāng)置信水平CL＝99％時(shí)，Zcl＝

2.576。

[0117] 步驟2.2、計(jì)算相應(yīng)置信區(qū)間中變異系數(shù)下分位點(diǎn)σl：[0118] σl＝σs?Zcl×σd`(4)[0119] 以及相應(yīng)置信區(qū)間中變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu：[0120] σu＝σs+Zcl×σd(5)[0121] 其中，變異系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差σd一般可取為0.05，或根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)樣本計(jì)算得到。[0122] 步驟3所述針對(duì)所選擇工況S，依據(jù)步驟2得到的上分位點(diǎn)σu、下分位點(diǎn)σl，結(jié)合山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表中該工況的風(fēng)速空間分布類型WSD，分別計(jì)算該變異系數(shù)置信

區(qū)間對(duì)應(yīng)的各機(jī)組2組風(fēng)速i，i＝1,2,…,N，j，j＝1,2,…,N,具體步驟如下：

[0123] 步驟3.1、根據(jù)步驟2選擇的工況S，結(jié)合步驟1山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表中該工況下可選的風(fēng)速空間分布類型，如：泊松分布、均勻分布、指數(shù)分布、正態(tài)分布、瑞利分

布、韋布爾分布，選擇一個(gè)風(fēng)速空間分布類型WSD，選擇依據(jù)為：現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)或類似風(fēng)電場(chǎng)典

型工況或極端工況下的風(fēng)速空間分布與上述可選風(fēng)速空間分布類型WSD最為接近，即可選

擇。

[0124] 步驟3.2、依據(jù)步驟2所得風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))上分位點(diǎn)σu、下分位點(diǎn)σl，以及待分析工況的風(fēng)速平均值av，分別可得該工況下變異系數(shù)上分位點(diǎn)和下分位點(diǎn)

對(duì)應(yīng)的風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差δu和δl。

[0125][0126] 步驟3.3、將上述參數(shù)代入Matlab軟件中相應(yīng)概率分布函數(shù)中。以風(fēng)速空間分布類型WSD為正態(tài)分布為例，該函數(shù)命令格式為：normrnd(μ1，σ1，m1，n1)，其中，平均值μ1＝av，

標(biāo)準(zhǔn)差σ1＝δu或δl，所得結(jié)果矩陣行數(shù)m1＝N，n1為所得結(jié)果矩陣列數(shù)，即n1＝1。這樣，可

得到對(duì)應(yīng)于變異系數(shù)上下分位點(diǎn)的2組N個(gè)服從該風(fēng)速空間分布類型WSD(正態(tài)分布)的偽隨

機(jī)數(shù)據(jù)，即該變異系數(shù)置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的2組N臺(tái)機(jī)組的風(fēng)速i,i＝1,2…,N，j，j＝1,2,…,N。

[0127] 類似地，亦可通過(guò)Matlab軟件中函數(shù)poissrnd(lambda，m2，n2)，unifrnd(a，b，m3，n3)、exprnd(MU，m4，n4)分別產(chǎn)生符合風(fēng)速空間分布類型WSD(泊松分布、均勻分布、指數(shù)分

布)的偽隨機(jī)風(fēng)速數(shù)據(jù)。其中，lambda，a和b，MU分別為上述分布函數(shù)的參數(shù)；m2，m3，m4分別

為上述函數(shù)所得結(jié)果矩陣行數(shù)；n2，n3，n4分別為上述函數(shù)所得結(jié)果矩陣列數(shù)。

[0128] 步驟4針對(duì)所選擇工況S，由山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表，選擇風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD，并確定參數(shù)，相關(guān)WTD模型及其參數(shù)如下：

[0129] (1)WTD＝1，即斜坡風(fēng)模型，其數(shù)學(xué)模型如下：[0130][0131] 式中，斜坡風(fēng)起始時(shí)間tsr，斜坡風(fēng)結(jié)束時(shí)間ter，風(fēng)速增加幅值A(chǔ)r，Dr＝ter–tsr。[0132] (2)WTD＝2，即陣風(fēng)模型，其數(shù)學(xué)模型如下：[0133][0134] 式中，陣風(fēng)起始時(shí)間tsg，陣風(fēng)結(jié)束時(shí)間teg，最大風(fēng)速max，Ag＝(max–0)/2，Dg＝teg–tsg。

[0135] (3)WTD＝3，即“墨西哥草帽風(fēng)”模型，其數(shù)學(xué)模型如下：[0136][0137] 式中，0為初始風(fēng)速、max為最大風(fēng)速、min為最小風(fēng)速，草帽風(fēng)起始時(shí)間t0，草帽風(fēng)結(jié)束時(shí)間t3，草帽上升沿時(shí)間t1，草帽下降沿時(shí)間t2。

[0138] (4)WTD＝4，即一種自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速模型，其數(shù)學(xué)模型如下：[0139][0140] 式中，0為初始時(shí)刻t0風(fēng)速，1、2、3、4、為中間過(guò)程各時(shí)間點(diǎn)t1、t2、t3、t4的風(fēng)速，5為結(jié)束時(shí)刻t5的風(fēng)速，其中，1＝K10，2＝K21，3＝K32，4＝K43，5＝K54，K1，K2，K3，K4，

K5為各比例系數(shù)。

[0141] 步驟5針對(duì)所選擇工況S，計(jì)算該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp、折減因子αTM?H、以及第3步驟所得各機(jī)組風(fēng)速i和j，分別計(jì)算該σs置信區(qū)間對(duì)應(yīng)的2組各機(jī)組機(jī)械輸出功率

Pmech_i，i＝1,2,…,N，Pmech_j，j＝1,2,…,N。具體步驟如下：

[0142] 步驟5.1、求取該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp，[0143] Cp＝0.5(r?0.022β2?5.6)e?0.17r(11)[0144] 式中：β為槳距角；r滿足公式r＝2.237w/ω；w為風(fēng)速，m/s；ω為風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子角速度，rad/s；

[0145] 步驟5.2、計(jì)算山地風(fēng)電場(chǎng)空氣密度折減因子aTM?H，[0146][0147] 式中：ρH為海拔高度為H時(shí)的空氣密度，g/m3；ρ0為常溫、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下3

空氣密度，海平面、15℃條件下空氣的密度是1.225g/m ；H為海拔高度，單位m；T0為絕對(duì)溫

度，取273℃；α為空氣溫度梯度，取0.0065℃/m；αH為海拔高度折減因子；

[0148] 密度與溫度、相對(duì)濕度、大氣壓的關(guān)系為[0149][0150] 其中，t為氣溫，℃；P為大氣壓，hPa；為相對(duì)濕度，％；aTM為該溫度、相對(duì)濕度下的空氣密度折減因子；

[0151] 最終得到空氣密度與海拔高度、溫度、相對(duì)濕度、大氣壓的關(guān)系為：[0152] ρ＝αTMαHρ0＝αTM?Hρ0(14)[0153] 步驟5.3、求取風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)械功率Pmech[0154] 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)空氣動(dòng)力模型，計(jì)算該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的機(jī)械功率，[0155][0156] 式中S為風(fēng)輪掃過(guò)面積(S＝πR2＝3770m2)；R為風(fēng)輪葉片半徑，m；ρ為空氣密度,g/3

m；w為風(fēng)速,m/s。

[0157] 通過(guò)山地風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速特性剖析，提出了一種風(fēng)速非一致性指標(biāo)(風(fēng)速變異系數(shù))，同時(shí)，繼而提出了一種基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，

相較于現(xiàn)有技術(shù)更為準(zhǔn)確地模擬山地風(fēng)電場(chǎng)的時(shí)域動(dòng)態(tài)特性。

[0158] 具體實(shí)施例：[0159] 下面以貴州某山地風(fēng)電場(chǎng)為例進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行說(shuō)明，本案例所列舉的兩種場(chǎng)景，為某山地風(fēng)電場(chǎng)所有可能出現(xiàn)的場(chǎng)景中的兩種，不代表全部。該山地區(qū)域?qū)儆?br>
低風(fēng)速范疇，風(fēng)速易受地形的影響，不同位置的風(fēng)速差異較大。機(jī)組切入風(fēng)速3m/s，平均風(fēng)

速6.5m/s，額定風(fēng)速9.5m/s，切出風(fēng)速20m/s。風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)分布如圖3所示。

[0160] 場(chǎng)景一平均風(fēng)速為3.5m/s[0161] 1、由步驟1，本場(chǎng)景選取的各參數(shù)如表1所示，機(jī)組數(shù)N為50，機(jī)組編號(hào)WN(如圖4所示)，平均風(fēng)速av選取稍高于切入風(fēng)速的3.5m/s，選取變異系數(shù)σs為15％，置信區(qū)間CL為

0.95，風(fēng)速空間分布類型(WSD)選取斜坡風(fēng)，選取正態(tài)分布作為風(fēng)速時(shí)間分布類型(WTD)。

[0162] 2、由步驟2，選取風(fēng)速變異系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差σd＝0.15，根據(jù)式(8)、(9)計(jì)算得到風(fēng)速變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu＝15.294％和下分位點(diǎn)σl＝14.706％，再通過(guò)式(10)得到各變異系數(shù)

和平均風(fēng)速對(duì)應(yīng)的風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果如表2所示。

[0163] 表1山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速時(shí)空特征參數(shù)表[0164][0165] 表2不同風(fēng)速下各變異系數(shù)對(duì)應(yīng)風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差[0166][0167][0168] 3、由步驟3，將表2中的參數(shù)代入Matlab軟件中相應(yīng)概率分布函數(shù)中。函數(shù)命令格式為：normrnd(μ1，σ1，m1，n1)。本場(chǎng)景中μ1＝3.5，σ1所取的值如表2所示，m1＝50，n1＝1，運(yùn)

行normrnd函數(shù)可得到兩組對(duì)應(yīng)的50臺(tái)機(jī)組的風(fēng)速i，i＝1,2…,N，j，j＝1,2,…,N，所得兩

組風(fēng)機(jī)風(fēng)速初始值結(jié)果如圖5a所示。

[0169] 4、由步驟4，選取風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD＝1，即斜坡風(fēng)模型，數(shù)學(xué)模型如式7所示，0為上述3中所得到的某一臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速n，起始時(shí)間tsr＝5s，結(jié)束時(shí)間ter＝10s，風(fēng)速增加

幅值A(chǔ)r＝0。選取21號(hào)風(fēng)機(jī)作為參考，其風(fēng)速隨時(shí)間變化曲線如圖5b所示。

[0170] 5、由步驟5，本場(chǎng)景中計(jì)算得到該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp、折減因子αTM?H分別為0.47和0.92。

[0171] 6、仿真時(shí)間為25s，得到av＝3.5m/s情形下傳統(tǒng)等值建模法與本發(fā)明所提方法獲得的風(fēng)電場(chǎng)送出線路有功功率、無(wú)功功率以及升壓站高壓側(cè)母線電壓時(shí)域仿真結(jié)果對(duì)比

圖，如圖7所示。

[0172] 由圖7可以清楚地看出，(1)圖7a、圖7b、圖7c中變異系數(shù)為15％的置信區(qū)間所得到的結(jié)果和不考慮變異系數(shù)的傳統(tǒng)平均風(fēng)速建模法相比，風(fēng)電場(chǎng)有出力偏差。圖7a中在t＝

17s左右有功功率輸出偏差最大，接近20MW，輸出偏差比例達(dá)到了28.6％。圖7b中在t＝17s

左右無(wú)功功率輸出偏差最大，接近2Mvar，輸出偏差比例達(dá)到了23.5％。圖7c中在t＝17s左

右升壓站高壓側(cè)母線電壓標(biāo)幺值偏差最大，接近0.001，這主要受風(fēng)電場(chǎng)SC動(dòng)作的影響，所

以偏差較小。因此，說(shuō)明山地風(fēng)電場(chǎng)的建模需充分考慮風(fēng)速空間分布非一致性。(2)本場(chǎng)景

中變異系數(shù)的置信區(qū)間上下界隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。圖7a中上下界最大值相差

小于10MW，圖7b中上下界最大值相差小于1Mvar，圖7c中上下界最大值相差小于0.001。由此

可以得到以下結(jié)論，置信水平取值合理，置信區(qū)間能夠較為準(zhǔn)確的反映變異系數(shù)為15％的

情況下各參數(shù)的取值范圍，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃和運(yùn)行有一定的價(jià)值。

[0173] 場(chǎng)景二平均風(fēng)速為7m/s[0174] 1、由步驟1，本場(chǎng)景選取的各參數(shù)如表1所示，機(jī)組數(shù)N為50，機(jī)組編號(hào)WN如圖4所示，平均風(fēng)速av選取典型低風(fēng)速的7m/s，選取變異系數(shù)σs為15％，置信區(qū)間CL為0.95，風(fēng)速

空間分布類型(WSD)選取一種自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速，選取正態(tài)分布作為風(fēng)速時(shí)間分布

類型(WTD)。

[0175] 2、由步驟2，選取風(fēng)速變異系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差σd＝0.15，根據(jù)式(8)、(9)計(jì)算得到風(fēng)速變異系數(shù)上分位點(diǎn)σu＝15.294％和下分位點(diǎn)σl＝14.706％，再通過(guò)式(10)得到各變異系數(shù)

和平均風(fēng)速對(duì)應(yīng)的風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié)果如表2所示。

[0176] 3、由步驟3，將表2中的參數(shù)代入Matlab軟件中相應(yīng)概率分布函數(shù)中。函數(shù)命令格式為：normrnd(μ1，σ1，m1，n1)。本場(chǎng)景中μ1＝7，σ1所取的值如表2所示，m1＝50，n1＝1，運(yùn)行

normrnd函數(shù)可得到兩種組對(duì)應(yīng)的50臺(tái)機(jī)組的風(fēng)速i,i＝1,2…,N，j，j＝1,2,…,N，所得兩

組風(fēng)機(jī)風(fēng)速初始值結(jié)果如圖6a所示。

[0177] 4、由步驟4，選取風(fēng)速時(shí)間分布類型WTD＝4，即一種自定義分段線性函數(shù)風(fēng)速模型，數(shù)學(xué)模型如式10所示，0為上述3中所得到的某一臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)速n，各參數(shù)取值如下：K1

＝1.1，K2＝1.2，K3＝0.9，K4＝0.95，K5＝0.9，t0＝3s，t1＝4.5s，t2＝5.5s，t3＝6.5s，t4＝

7.3s，t5＝8.1s，t6＝9s。選取21號(hào)風(fēng)機(jī)作為參考，其風(fēng)速隨時(shí)間變化曲線如圖6b所示。

[0178] 5、由步驟5，本場(chǎng)景中計(jì)算得到該山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)能利用系數(shù)Cp、折減因子αTM?H分別為0.47和0.92。

[0179] 6、仿真時(shí)間為25s，得到av＝7m/s情形下傳統(tǒng)等值建模法與本發(fā)明所提方法獲得的風(fēng)電場(chǎng)送出線路有功功率、無(wú)功功率以及升壓站高壓側(cè)母線電壓時(shí)域仿真結(jié)果對(duì)比圖，

如圖8所示。

[0180] 由圖8可以清楚的看出，(1)圖8a、圖8b、圖8c中變異系數(shù)為15％的置信區(qū)間所得到的結(jié)果跟不考慮變異系數(shù)的傳統(tǒng)平均風(fēng)速建模法相比，風(fēng)電場(chǎng)有出力偏差。圖8a中在t＝

6.5s左右有功功率輸出偏差最大，接近20MW，輸出偏差比例達(dá)到了18.75％。圖8b中在t＝

9.5s左右無(wú)功功率輸出偏差最大，超過(guò)1.5Mvar，輸出偏差比例達(dá)到了12.5％。圖8c中在t＝

9.5s左右升壓站高壓側(cè)母線電壓標(biāo)幺值偏差最大，超過(guò)0.001，這主要受風(fēng)電場(chǎng)SC動(dòng)作的

影響，所以偏差較小。因此，說(shuō)明山地風(fēng)電場(chǎng)的建模需充分考慮風(fēng)速空間分布非一致性。(2)

本場(chǎng)景中變異系數(shù)的置信區(qū)間上下界隨時(shí)間的變化呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。圖8a中上下界最大

值相差小于5MW，圖8b中上下界最大值相差小于0.5Mvar，圖8c中上下界最大值相差小于

0.001。由此可以得到以下結(jié)論，置信水平取值合理，置信區(qū)間能夠較為準(zhǔn)確的反映變異系

數(shù)為15％的情況下各參數(shù)的取值范圍，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃和運(yùn)行有一定的價(jià)值。

[0181] 此外，進(jìn)一步地針對(duì)不同平均風(fēng)速下，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)各變異系數(shù)對(duì)應(yīng)的有功功率輸出進(jìn)行時(shí)域仿真，結(jié)果如圖9所示。

[0182] 由圖9可以清楚的看出，(1)隨著變異系數(shù)的增大，考慮與不考慮變異系數(shù)的風(fēng)電場(chǎng)出力偏差比例逐漸增大，特別是超過(guò)15％以后，對(duì)于額定或高平均風(fēng)速工況，出力偏差比

例逼近變異系數(shù)百分比，而對(duì)接近切入風(fēng)速的低平均風(fēng)速工況，受低速停機(jī)的影響，出力偏

差比例已顯著超過(guò)變異系數(shù)百分比，理論極端情況可超過(guò)100％。(2)風(fēng)電場(chǎng)平均風(fēng)速越低，

其風(fēng)速空間分布非一致性指標(biāo)，變異系數(shù)變化導(dǎo)致，考慮與不考慮變異系數(shù)的風(fēng)電場(chǎng)出力

偏差比例越劇烈，或者說(shuō)偏差值曲線的斜率越大。(3)總的來(lái)看，初步可以得出以下結(jié)論，含

山地風(fēng)電場(chǎng)的電力系統(tǒng)暫態(tài)或動(dòng)態(tài)分析中，對(duì)于平均風(fēng)速接近風(fēng)機(jī)切入風(fēng)速3m/s或2.5m/s

的山地風(fēng)電場(chǎng)，應(yīng)考慮空間分布非一致性指標(biāo)，即變異系數(shù)的影響；對(duì)于平均風(fēng)速超過(guò)風(fēng)機(jī)

額定風(fēng)速的山地風(fēng)電場(chǎng)，若該工況下變異系數(shù)超過(guò)15％，應(yīng)在風(fēng)電場(chǎng)建模與風(fēng)機(jī)風(fēng)速模擬

中考慮空間分布非一致性指標(biāo)，即變異系數(shù)的影響。

[0183] 綜上所述，本發(fā)明提出了一種基于風(fēng)速變異系數(shù)的山地風(fēng)電場(chǎng)模型風(fēng)機(jī)機(jī)械功率計(jì)算方法，上述實(shí)施案例計(jì)算結(jié)果表明：

[0184] 1)本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有建模技術(shù)往往采用一個(gè)時(shí)段內(nèi)單一機(jī)組、測(cè)風(fēng)塔甚至整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)所有機(jī)組的平均風(fēng)速，不能反映山地區(qū)別于平原和海上風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)力時(shí)空分布弱一致性

特征，缺失關(guān)于該弱一致性或非一致性特征的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)，導(dǎo)致難以準(zhǔn)確模擬和分析山

地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性等技術(shù)問(wèn)題，該建模方法通過(guò)利用現(xiàn)有或規(guī)劃風(fēng)電場(chǎng)各臺(tái)風(fēng)電

機(jī)組的發(fā)電量、平均風(fēng)速、最大風(fēng)速、最小風(fēng)速等歷史數(shù)據(jù)或風(fēng)能評(píng)估數(shù)據(jù)，計(jì)算或估算相

應(yīng)山地風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速變異系數(shù)，并以此作為衡量該風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)速非一致性指標(biāo)。該指標(biāo)相

較于標(biāo)準(zhǔn)差、離差平方和等，更直觀、靈敏、有效地反映了風(fēng)速的非一致性，解決了現(xiàn)有技術(shù)

中反映山地風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速非一致性指標(biāo)缺失的問(wèn)題，有益于風(fēng)速空間分布的量化模擬，對(duì)于

弱一致性分布山地風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析的準(zhǔn)確性提高，有明顯的有益效果。

[0185] 2)此外，引入置信水平，將風(fēng)速空間分布的點(diǎn)估計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)閰^(qū)間估計(jì)問(wèn)題，有益于預(yù)想場(chǎng)景下風(fēng)電場(chǎng)出力隨機(jī)性和間歇性的模擬。

[0186] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，任何未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修

改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。