风速概率分布确定方法、装置及风电系统功率评测方法
【专利摘要】本申请公开了一种风速概率分布确定方法、装置及风电系统功率评测方法，其中方法包括：接收预先统计的待测地区n个小时风速的平均值和标准偏差，根据平均值和标准偏差，利用正态分布函数计算每个小时风速的概率密度函数，将计算得到的每个小时风速的概率密度函数转换为标准正态分布下的每个小时风速的概率密度函数，利用标准正态分布下每个小时风速的概率密度函数计算每个小时风速概率分布，确定n个小时的平均风速概率分布。本申请的方法，利用正态分布函数求解风速概率分布，该过程仅仅需要第一类风速参数而不需要第二类风速参数，从而可以基于现有存储的数据来进行风速概率分布的计算。
【专利说明】风速概率分布确定方法、装置及风电系统功率评测方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及风力发电【技术领域】，更具体地说，涉及风速概率分布确定方法、装置及风电系统功率评测方法。
【背景技术】
[0002]由于风能具有取之不尽、用之不竭的较好的环境和社会效益，风力发电已经越来越受到人们的支持。目前，国内外许多电力公司投资新建风电场，但是由于缺乏风力发电系统可靠性评估的有效工具，致使政府和企业难以评估和分析一个实际风电系统的价值。
[0003]风速分布的模拟是风力发电系统可靠性评估的关键环节。目前，比较成熟的技术是ARMA模型，通过该模型可以确定风速的分布概率。但是，ARMA风速模型需要两类数据才能够给出最终的结果，其中第一类数据是每小时风速平均值μt和偏移量ot (下标t表示第t小时，t = 1，2，3，…，8760);第二类数据是近几年来每小时风速的统计值。而由于需要统计风速的地方多、时间长等原因，致使风速数据具有海量、存储困难等特征，因此很多国家常常只保存第一类数据以及统计当年的实际风速值，即仅仅保存少量的第二类数据（通常为一年的第二类数据）。对于这种情形，由于第二类数据的不足，致使ARMA风速模型无法求解模型参数，因而得不出理想的风速概率分布，影响整个发电系统可靠性的评估。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本申请提供了一种风速概率分布确定方法、装置及风电系统功率评测方法，用于解决现有存储的风速参数过少，不足以支撑ARMA风速模型进行模型参数求解，从而得不出理想的风速概率分布的问题。
[0005]为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0006]—种风速概率分布确定方法,包括：
[0007]接收预先统计的待测地区η个小时风速的平均值μ t和标准偏差σ t ；
[0008]根据所述平均值和标准偏差，利用正态分布函数计算每个小时风速的概率密度函数；
[0009]将计算得到的每个小时风速的概率密度函数转换为标准正态分布下的每个小时风速的概率密度函数；
[0010]利用标准正态分布下每个小时风速的概率密度函数计算每个小时风速概率分布；
[0011]确定η个小时的平均风速概率分布。
[0012]优选地，所述η个小时为8760个小时。
[0013]优选地，所述根据所述平均值和标准偏差，利用正态分布函数计算每个小时风速的概率密度函数为：
[0014]利用正态分布函数，将第t个小时的风速Swt的概率密度函数表示为：
【权利要求】
1.一种风速概率分布确定方法，其特征在于，包括： 接收预先统计的待测地区η个小时风速的平均值μ t和标准偏差σ t ; 根据所述平均值和标准偏差，利用正态分布函数计算每个小时风速的概率密度函数；将计算得到的每个小时风速的概率密度函数转换为标准正态分布下的每个小时风速的概率密度函数； 利用标准正态分布下每个小时风速的概率密度函数计算每个小时风速概率分布； 确定η个小时的平均风速概率分布。
2.根据权利要求1所述的风速概率分布确定方法，其特征在于，所述η个小时为8760个小时。
3.根据权利要求2所述的风速概率分布确定方法，其特征在于，所述根据所述平均值和标准偏差，利用正态分布函数计算每个小时风速的概率密度函数为： 利用正态分布函数，将第t个小时的风速Swt的概率密度函数表示为：
其中，0 ^ t ^ 8760。
4.根据权利要求3所述的风速概率分布确定方法，其特征在于，所述将计算得到的每个小时风速的概率密度函数转换为标准正态分布下的每个小时风速的概率密度函数为：
利用标准正态分布和一般正态分布间的关系，将g(Swt)的表达式转换为：
5.根据权利要求4所述的风速概率分布确定方法，其特征在于，所述利用标准正态分布下每个小时风速的概率密度函数计算每个小时风速概率分布为： 用
分别表示Z1和z2，则风速Swt e (S1, S2]的概率为：
6.根据权利要求5所述的风速概率分布确定方法，其特征在于，所述确定n个小时的平均风速概率分布为： 根据统计得到的8760个小时风速的平均值和标准偏差，计算年度平均风速概率：
7.一种风电系统功率评测方法，其特征在于，包括： 利用预先获取的风电机组输出功率和风速间的函数关系以及权利要求6确定的年度平均风速概率分布，确定风电机组的出力概率分布。
8.一种风速概率分布确定装置，其特征在于，包括： 数据接收单元，用于接收预先统计的待测地区η个小时风速的平均值μ t和标准偏差.0 t ； 第一计算单元，用于根据所述平均值和标准偏差，利用正态分布函数计算每个小时风速的概率密度函数； 第二计算单元，用于将计算得到的每个小时风速的概率密度函数转换为标准正态分布下的每个小时风速的概率密度函数； 第三计算单元，用于利用标准正态分布下每个小时风速的概率密度函数计算每个小时风速概率分布； 风速概率分布确定单元，用于确定η个小时的平均风速概率分布。
9.根据权利要求8所述的风速概率分布确定装置，其特征在于，所述η个小时为8760个小时，所述第一计算单元具体用于，利用正态分布函数，将第t个小时的风速Sfft的概率密度函数表示为：
10.根据权利要求9所述的风速概率分布确定装置，其特征在于，所述第二计算单元具体用于，定义6=^^， 利用标准正态分布和一般正态分布间的关系，将g(Swt)的表达式转换为：
【文档编号】G06F19/00GK104200067SQ201410392721
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月11日 优先权日:2014年8月11日
【发明者】万凌云, 栗秋华, 陶四美, 伏进, 吴高林, 宋伟, 邓帮飞, 姚强, 周庆, 朱光友, 刘钊, 孟宪, 彭姝迪, 崔婷, 陈沧杨 申请人:国家电网公司, 国网重庆市电力公司电力科学研究院