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山东大学学报 (工学版) ›› 2019, Vol. 49 ›› Issue (6): 86-92.doi: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2019.117

• 电气工程 • 上一篇    下一篇

基于分场景重构的风电汇聚趋势性量化方法

姚元玺()   

  1. 山东电力工程咨询院有限公司, 山东 济南 250013
  • 收稿日期:2019-03-25 出版日期:2019-12-20 发布日期:2019-12-17
  • 作者简介:姚元玺(1980—)，男，山东郓城人，高级工程师，主要研究方向为高压输电线路设计与管理及新能源光热发电.E-mail:yaoyuanxi@sdepci.com

Analysis of wind power convergence trend quantitation based on sub-scene reconstruction

Yuanxi YAO()   

  1. Shandong Electric Power Engineering Consulting Institute Corp., Ltd., Jinan 250013, Shandong, China
  • Received:2019-03-25 Online:2019-12-20 Published:2019-12-17

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4

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455

摘要：

风电输出功率具有波动性，由于各机组出力之间的相互平抑效果，随着风电集群规模的增大和风电输出功率波动变缓，风电输出功率表现出“汇聚效应”。掌握汇聚效应的趋势性对于大规模风电联网外送输电容量配置具有重要的意义。定义风电输出场景的概念,对风电功率在各场景内的汇聚特性进行研究;通过拟合各场景中的持续出力曲线,提出基于汇聚特性分析的风电持续出力分场景重构方法,并以实测数据对重构方法的有效性进行检验。算例分析表明:分场景重构方法能够较准确的分析风电汇聚的趋势;场景划分个数影响持续出力曲线的拟合精度,对比5、10、20场景划分,分10场景进行重构对于风电汇聚趋势的描述更为准确。

关键词: 分场景重构, 汇聚特性, 持续出力曲线, 拟合

Abstract:

The output power of wind power was fluctuating. Due to the output of unit stabilized each other, with the increase of wind power cluster size, the fluctuation of wind power gradually decreased and the wind power showed "convergence effect". Grasping the trend of the convergence effect had an important guiding significance for transmission capacity configuration of large-scale wind power network. In this paper, the scene of wind power output was defined, and the convergence characteristics of wind power in each scene were analyzed. By fitting the continuous output curve in each scene, a scene reconstruction method based on convergence characteristics analysis was proposed. The validity of the method was verified by the measured. The example showed that the sub-scene reconstruction method analyzed the trend of convergence for wind power more accurately. The number of scenarios affected the fitting accuracy of continuous output curve, comparing to the scene divided by 5, 10 and 20, scene reconstruction in 10 scenes was more accurate for the description of wind convergence trend.

Key words: sub-scene reconstruction, convergence characteristics, continuous output curve, fitting

中图分类号: 

  • TP391.4

图1

风电输出功率场景划分流程图"

图2

不同汇聚规模风电持续出力曲线"

图3

场景1持续出力曲线"

图4

场景7持续出力曲线"

表1

不同汇聚规模下各场景非零个数"

场景 单场 两场 三场 四场 五场 六场 七场 八场 九场 十场
1 29 204 39 793 43 444 43 852 44 288 45 481 46 264 46 645 48 738 47 850
2 20 267 21 302 22 140 23 172 22 776 22 701 23 151 22 932 23 981 24 657
3 12 674 12 741 12 607 13 361 13 537 13 796 13 960 14 424 14 188 14 413
4 8 446 8 256 8 555 8 543 8 643 8 739 8 675 8 865 8 043 8 138
5 5 978 5 803 5 457 5 175 5 202 5 010 4 644 4 575 4 019 4 352
6 3 636 3 331 3 216 2 731 2 769 2 606 2 392 2 265 2 028 1 986
7 2 102 1 939 1 757 1 671 1 492 1 425 1 228 1 138 550 707
8 1 320 1 325 1 214 721 641 478 266 219 19 85
9 988 536 234 107 97 51 0 0 0 0
10 43 0 0 0 0 0 0 0 0 0

表2

各场景出力持续时间拟合函数"

场景 拟合函数 决定系数
1 -7.245×1018x-5.635 0+47 230 0.902 9
2 9 870x0.127 8 0.830 6
3 -2.726×106x-1.154 0+15 200 0.928 5
4 -0.343x+8 737 0.140 5
5 8.719×105x-0.965 5+3 294 0.946 3
6 4.200×106x-1.267 0+1 479 0.989 4
7 5.312×105x-0.920 3 0.932 3
8 7.628×106x-1.392 0-374.40 0.969 4
9 0
10 0

表3

不同汇聚规模下各场景出力最大值"

场景 单场 两场 三场 四场 五场 六场 七场 八场 九场 十场
1 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
2 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20
3 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30
4 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40
5 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50
6 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60
7 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70
8 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.78 0.78 0.72 0.75
9 0.90 0.89 0.86 0.86 0.85 0.83 0 0 0 0
10 0.93 0 0 0 0 0 0 0 0 0

表4

场景1持续出力曲线拟合函数"

场数 拟合函数 确定系数
1 2.433×10-11x2-4.203×10-6x+0.099 55 0.999 0
2 5.325×10-11x2-4.770×10-6x+0.103 00 0.997 2
3 4.521×10-11x2-4.343×10-6x+0.101 70 0.998 4
4 4.069×10-11x2-4.159×10-6x+0.102 20 0.998 9
5 3.821×10-11x2-4.203×10-6x+0.102 30 0.998 8
6 3.686×10-11x2-3.969×10-6x+0.102 10 0.998 9
7 3.157×10-11x2-3.695×10-6x+0.100 90 0.999 1
8 3.022×10-11x2-3.637×10-6x+0.101 30 0.999 0
9 2.531×10-11x2-3.360×10-6x+0.100 80 0.999 1
10 2.631×10-11x2-3.425×10-6x+0.100 90 0.999 0

表5

重构、实际的各场景持续时间"

场景 重构(时间点数) 实际(时间点数)
1 47 230 47 380
2 27 027 28 153
3 14 869 16 634
4 7 828 7 906
5 3 337 3 121
6 1 672 1 300
7 376 170
8 0 0
9 0 0
10 0 0
总计 102 339 101 869

图5

重构与实际的持续出力曲线"

表6

各场景出力持续时间拟合函数"

ρspearman ρpearson D var
1 0.998 6 0.006 1 8.186×10-5

图6

5场景下重构与实际的持续出力曲线"

表7

拟合指标计算(5场景)"

ρspearman ρpearson D var
0.999 9 0.997 3 0.009 3 1.903×10-4

图7

20场景下重构与实际的持续出力曲线"

表8

拟合指标计算(20场景)"

ρspearman ρpearson D var
0.999 5 0.999 5 0.010 1 1.464×10-4
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