一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法
【专利摘要】本发明属于建模方法技术领域且公开了一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法，提出了风电场建模方法建立风电场随机模型，对风电场运行特性进行仿真，为实现大规模风力发电的可预测、可控制目标服务，通过对风电场等值模型与详细模型的仿真比较，验证建模方法的合理性，并得出在研究风电场动态特性及其对电网影响时应考虑风速、风向的随机波动建立风电场模型。本发明能够随机调节波动风速、风向可预测角度，提高了风速波动建模方法。
【专利说明】
一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法
技术领域
[0001]本发明具体涉及一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法，属于建模方法技术领域。
【背景技术】
[0002]在可再生能源快速发展的大背景下，风力发电在电力系统中的比重逐渐加大，风电的接入给电力系统的规划和运行带来了重要影响。风速的随机波动性本身对电力系统的运行带来冲击和影响，是一项不确定因素;另外风电的接入增加了系统节点电压、频率和支路潮流的随机波动性。因此建立真实的风速变化模型，确定其变化规律，是研究含风电的电力系统动态特性的重要前提。
[0003]目前国内外学者已经提出了一系列的风速建模方法，但整体上分为两大类:概率分布模型和时间序列模型。风速概率分布通常有Rayleigh或Weibull函数拟合，可以反映风速长时间的概率分布特性，常用来作为风能资源统计特性的指标。有些研究从风速功率谱密度的角度出发，将风速序列看作是白噪声序列通过整形滤波器的输出。另外一些通过拟合风速分布的参数来获得风速模型。然而风速的波动是影响含风电的电力系统运行情况的关键，概率分布无法反映风速的动态变化规律，因此也就不适用于对风电系统的动态运行和控制的仿真研究。一般意义上的时间序列模型可在一定时间尺度上反映特定区域的风速变化规律。现有的针对时间序列模型的研究一般以单一时间尺度为立足点建立时间序列模型，并仿真得到可以反映该时间尺度统计特性的风速序列。一些研究针对风速随机变化的特性，用自回归滑动平均方法建立了满足一定功率谱密度特性的风速模型。另有一些考虑了风速和风向在时间和空间上具有相关性，将风速和风向两个时间序列转化为包括风速和风向两变量的风向量时间序列。这些模型较好地模拟了风速变化的频率特性，但由于他们都以恒定的平均风速常量作为低频分量，在对应的单一时间尺度内，风速趋势相对单一不变，无法反映风速变化的各种趋势，更无法体现风速在中小时间尺度上的统计特性，为此，我们提出一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法，明能够随机调节波动风速、风向可预测角度，提高了风速波动建模方法，可以有效解决【背景技术】中的问题。
[0005 ]为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案:
[0006]本发明提供一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法，具体步骤如下:
[0007]步骤一:首先使风电场呈矩形布置。
[0008]步骤二:矩形布置的风电场内每行或每列机组的运行条件相同，把自然风速作为与风向垂直的第一排风电机组的输入风速，然后乘上一个小于I的尾流系数作为第二排风电机组的输入风速，以此类推，得到相应的每排风电机组的输入风速。
[0009]步骤三:把每排风电机组等值成单台风电机组等值成单台风电机组，用单台或多台等值风电机组模拟整个风电场。
[0010]本发明所达到的有益效果是:一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法，明能够随机调节波动风速、风向可预测角度，提高了风速波动建模方法。
【具体实施方式】
[0011]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。
[0012]实施例:本发明一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法，具体步骤如下:
[0013]步骤一:首先使风电场呈矩形布置。
[0014]步骤二:矩形布置的风电场内每行或每列机组的运行条件相同，把自然风速作为与风向垂直的第一排风电机组的输入风速，然后乘上一个小于I的尾流系数作为第二排风电机组的输入风速，以此类推，得到相应的每排风电机组的输入风速。
[0015]步骤三:把每排风电机组等值成单台风电机组等值成单台风电机组，用单台或多台等值风电机组模拟整个风电场。
[0016]需要说明的是，本发明为一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法，明能够随机调节波动风速、风向可预测角度，提高了风速波动建模方法。
[0017]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。
【主权项】
1.一种基于随机偏微分方程的风速波动特性建模方法，其特征在于，具体步骤如下: 步骤一:首先使风电场呈矩形布置。 步骤二:矩形布置的风电场内每行或每列机组的运行条件相同，把自然风速作为与风向垂直的第一排风电机组的输入风速，然后乘上一个小于I的尾流系数作为第二排风电机组的输入风速，以此类推，得到相应的每排风电机组的输入风速。 步骤三:把每排风电机组等值成单台风电机组等值成单台风电机组，用单台或多台等值风电机组模拟整个风电场。
【文档编号】G06F17/50GK105930547SQ201511004590
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年12月28日
【发明人】孔德斌, 张成学
【申请人】烟台南山学院