风电场GM-WEIBULL风速分布组合模型出力预测

针对风电出力的随机性及间歇性,采用灰色理论建立灰色预测-威布尔风速分布组合模型,并对威布尔风速分布参数进行了求解,根据实际地形下风电场风速数据准确预测了风电场的风速分布及有效风电出力密度,进而求得了风电场风机出力功率及发电量等重要数据.     

双参数威布尔分布风况中基于 k值分析的能量分布研究

在风力发电场风能资源分析中,仅采用年平均风速和年平均风功率密度来判断风电场风能资源的好坏是不全面的,其无法体现风电场风能资源的能量输出能力。通过对单峰双参数威布尔分布风况中形状参数k值的研究,找出其与风速、风能频率分布及风中蕴含能量的关系,并进一步分析对于不同风力发电机组Cp值曲线,k值与总体有效风能利用率的关系,从而在风电场建设的咨询、决策、设计等阶段对风电场风能资源评估和风机预选型作出科学的指导。     

西沙风能资源评估与“五十年一遇”最大风速分析

利用西沙永兴岛地面气象站1973—2011年风速观测资料,结合威布尔统计分布和典型风机风速功率曲线,估算了西沙代表年的风速、风功率密度、典型风机的利用小时数和年发电量数据。还结合1973—2011年的日极值风速数据,利用跨阈法（peak over threshold,POT）和广义Pareto极值分布模型计算了当地＂五十年一遇＂最大风速。分析结果表明,尽管永兴岛地处深海,但其10 m高度风功率密度不如预期,典型年风能密度不足100 W/m2,且多集中在下半年热带气旋较多时段。此外,永兴岛＂五十年一遇＂最大风速达42.2 m/s,显著高于陆地基准风速27 m/s,需根据IEC标准选取较高型号的风机分型。     

采用平均风速参与因子法的区域风资源评估

目前多依据风能特征指标对单个风电场进行风资源评估,评估结果对区域能源规划所起到的参考作用比较有限。对此,提出了基于平均风速参与因子的区域风资源评估方法。按照风速观测站的位置进行地理划分,在各站风速历史数据中合理取样;在假设风速服从2参数威布尔(Weibull)分布的基础上,采用矩量法计算出各样本的风速分布参数;之后建立多维自回归模型,求得各样本风速序列的相互影响系数,应用所提平均风速参与因子方法求得区域等效风速分布参数,进行区域风资源评估。以某地10个风速观测站实测数据为样本,进行了算例分析。结果表明,所提风资源评估方法计算结果与实测数据统计结果较为接近,能有效解决区域风能能源规划中风资源评价的瓶颈问题。     

风电场风速分布模型研究综述

风速分布模型是用于风电场资源评估、风电场规划与建设以及发电系统可靠性评估等方面不可缺少的数学基础。本文主要综述了反映中长周期的风速分布特性的数学模型,如伽马分布、对数正态分布、瑞利分布、威布尔分布和Burr分布;并以威布尔分布为例,介绍了常用的各种参数估计方法。文中分析比较了各种方法的优缺点,并对今后风电场风速分布模型的研究进行了展望。     

海上风力发电的风速和风轮机的输出转矩

通过观测的风速数据拟合出风速的威布尔分布曲线,了解风资源的分布情况.并根据风的随机性建立风速变化模型,应用Matlab软件对风速波形进行仿真,进而建立变桨距风机转子的仿真模型.了解在最大风能下,对应的风轮机输出转矩的变化特性以及随着风速的变化所对应的功率变化曲线.仿真结果表明所建立的风力机模型能较好的跟踪风速的变化,实...     

复杂地形风资源分布计算的研究

风资源计算及分布是风电场开发的基础工作,直接关系着微观选址的准确性,影响风电场经济效益。研究了风切变系数与地面粗糙度变化规律、威布尔分布参数随高度变化规律、风资源计算模型等风资源分布的理论,并以某风电场为例进行计算,验证了理论的正确性及实用性,为复杂地形风资源计算及分布研究提供了理论基础及工程应用指导。     

考虑统计和互相关特性的多风电场风速数据模拟生成方法

以各风电场历史风速概率密度函数、风速波动统计直方图与互相关系数为约束因素,提出了一种考虑多风电场统计和互相关特性的风速时间序列模拟生成方法。考虑到以月为统计单位的风速常符合多峰混合威布尔分布规律,首先将各风电场每月风速分布分解为含不同样本数的单峰威布尔分布;其次生成多个符合特定互相关系数及瑞利分布特性的时间序列,并继续转化为多个符合特定互相关系数及单峰威布尔分布特性的数据序列;拼接各风电场已生成序列并对时间顺序进行前后调整,最终得到各风电场符合多峰混合威布尔分布和波动统计特征及不同风速互相关系数的风速时间序列。算例表明,模拟生成的风速数据可较好地兼顾各风电场自身和相互之间的统计规律。     

风资源数据统计绘图应用软件的开发研究

建立了电力设计行业风力资源数据统计计算模型,以microsoft visual 2005.net为平台利用其中的VB.net以access数据库、microsoft office为支撑软件,利用威布尔分布、瑞利分布等计算模型来进行图表绘制、风速风功率的日变化及年分布统计、风能评估等统计法分析计算,并给出最终的所选地域的风资源评估结果。探讨以VB.net为开发平台,crystal reports控件作为报表平台结合microsoft office生成最终评估图表,并以access数据库完成工程数据的存储与校验,通过风能评估所应用的模型公式开发研制具有数据编辑、查询、分析、图表绘制等功能的风电场风能资源评估应用软件。     

逐时风速概率分布研究

风速概率分布及其参数是体现风能资源统计特性的最重要指标之一。以山东省4个风电场测风塔和气象站测风年的逐时风速为样本,采用正态分布、指数分布、威布尔分布、伽马分布和Logistics分布对逐时风速概率分布进行研究,以Akaike信息准则判断概率分布的适用性。研究结果表明,威布尔分布、伽马分布和Logistics分布能更好的拟合小时风速的实际情况。     

最小误差逼近算法在风电场风能资源特性分析中的应用

文章采用最小误差逼近算法计算韦布尔分布特征参数和Ａ,和Ｋ,近似拟事风电场实际风速频率分布的韦布尔分布。根据比分布了解风电场的风速特性,通过选择适当的风力发电机组,可以比较准确地预测风电场年输出电能。     

风速概率分布参数预测及应用

利用双参数Weibull分布对历史风速数据按月拟合,通过对每年相同月份的分布参数数据进行分析,提出了一种基于灰色模型的、对未来年份中对应月的风速分布参数进行预测的方法。算例结果表明,该模型可以用较少的历史数据获得较高的精度,而预测所得的参数既可以用来评估风电场的风资源,又可根据概率分布的逆运算得到符合预测参数的风速序列。上述预测结果可以广泛应用于风力发电系统的仿真或风电场并网可靠性分析等方面。     

基于Copula函数的风电场风速建模分析

韭菜坪风电场为贵州省的一个大型山区风电场,风电场内各机组的风速具有一定相关性。本文采用多元正态Copula函数及秩相关矩阵度量的方法来量化分析该风电场内风速的相关性,以建立更能反映该风电场特性的风速模型。多元正态Copula函数能有效地将威布尔分布的风速序列、风速累积概率分布序列及标准正态分布序列连接起来,实现相关风速变量的转换及建模预测。该方法为今后分析韭菜坪风电场风速特性对该地区电网安全稳定性的影响提供一定的技术支持,也可为山区及大型风电场规划选址提供参考。     

风电场风速随机性及容量系数分析

针对国内风电场实测风速数据,利用三种分布模型拟合平均风速分布,结果说明Weibull分布是一种适合于描述平均风速分布的模型。针对不同的Weibull分布参数估计方法,提出了用风力发电机有功功率概率分布来检验参数估计效果的方法。同时也给出了一种求取风力发电机有功分布的方法。针对国内风电场实测风速数据,用Gumbel分布拟合极限风速分布,结果表明Gumbel分布适合描述极限风速的分布。通过用风速序列法和Webull法分别计算某风电场12个月容量系数结果表明在大风月份容量系数较大。通过对十台风力发电机容量系数的计算给出了风力发电机参数对容量系数的影响,得出的结论对于风电场风力发电机选型有一定指导意义。     

考虑多参数影响的风电场多状态出力概率性评估

大规模风电并网会对电力系统的可靠性带来严峻挑战,其出力的随机性也会对电力系统可靠性评估带来难题。为了准确地对风电场出力进行评估,结合风速的随机性,考虑了风电机组的故障、降额和随机投产状态以及风速分布的威布尔参数对风电场出力的影响,建立了风电场多状态出力的可靠性模型;基于蒙特卡洛法对风电场的有功出力进行了概率性评估,并分析了不同状态数、不同降额概率、故障停运概率、随机投产率及不同的风速分布威布尔尺度参数和形状参数等对评估结果的影响。仿真结果表明,所建模型切实可行,能有效地对风电场出力进行评估。     

三种计算风速威布尔分布参数的比较

介绍计算威尔分布参数的累积分布函数拟合法、平均风速和标准差估计法和平均风速和最大风速估计等三种算法,并应用此算法计算了鄱阳气象站的风速威布尔分布参数。根据分布参数拟合了鄱阳县气象站的三种风速概率分布,将拟合的风速概率分布与同期的风速实际频率分布结果进行相关分析,依据相关系数判断拟合效果的好坏。通过比较得到了以下结论:平均风速和标准差估计法效果最好,累积分布函数拟合法次之,由于最大风速变化比较随机,平均风速和最大风速估计法效果波动最大,整体效果差。通过多年最大风速的平均数与平均风速计算,能减少最大风速抽样的随机性误差,结果更具代表性。     

风电场风速概率分布参数计算方法的研究

风电场风速概率分布体现了风能资源统计特性的重要指标。在认为风速服从两参数Weibuu分布前提下，提出了应用极大似然法根据实测的风速数据求解风速概率分布参数，由此估算出能直接体现风能资源状况的风能特征指标值。通过比较由风速概率分布推算出风能特征指标的估计值与由历史风速数据序列获得的实测值，说明极大似然法计算精度高，Weibuu分布作为风电场风速统计模型能准确地拟合风能的实际情况，具有实用价值，为风电场规划设计提供重要参考。     

Determining the parameters of Weibull function to estimate the wind power potential in conditions of limited source meteorological data

We studied the information basis for the assessment of wind power potential on the territory of Russia. We described the methodology to determine the parameters of the Weibull function, which reflects the density of distribution of probabilities of wind flow speeds at a defined basic height above the surface of the earth using the available data on the average speed at this height and its repetition by gradations. The application of the least square method for determining these parameters, unlike the use of graphical methods, allows performing a statistical assessment of the results of approximation of empirical histograms by the Weibull formula. On the basis of the computer-aided analysis of the statistical data, it was shown that, at a fixed point where the wind speed changes at different heights, the range of parameter variation of the Weibull distribution curve is relatively small, the sensitivity of the function to parameter changes is quite low, and the influence of changes on the shape of speed distribution curves is negligible. Taking this into consideration, we proposed and mathematically verified the methodology of determining the speed parameters of the Weibull function at other heights using the parameter computations for this function at a basic height, which is known or defined by the average speed of wind flow, or the roughness coefficient of the geological substrate. We gave examples of practical application of the suggested methodology in the development of the Atlas of Renewable Energy Resources in Russia in conditions of deficiency of source meteorological data. The proposed methodology, to some extent, may solve the problem related to the lack of information on the vertical profile of repeatability of the wind flow speeds in the presence of a wide assortment of wind turbines with different ranges of wind-wheel axis heights and various performance characteristics in the global market; as a result, this methodology can become a powerful tool for effective selection of equipment in the process of designing a power supply system in a certain location.