《风电场受限电量评估导则GBT+40603-2021》详细解读

《风电场受限电量评估导则GB/T40603-2021》详细解读contents目录1范围2规范性引用文件3术语和定义4总体要求5数据准备6评估方法附录A(规范性)实际风电机组功率曲线拟合方法contents目录附录B(规范性)理论风电机组功率曲线校正方法附录C(规范性)风电场测风数据外推方法附录D(规范性)受限状态风电机组在受限时段内的机舱风速修正方法附录E(规范性)风电机组理论发电功率计算方法附录F(规范性)风电场理论发电功率和风电场可用发电功率计算方法附录G(规范性)风电场理论发电电量、可用发电电量和实际发电电量计算方法contents目录附录H(规范性)电量相对偏差计算方法附录I(规范性)风电场场内受限电量和场外受限电量计算方法011范围为风电场运营商提供受限电量的评估方法，有助于其优化运营和提高发电效率。风电场运营商为电网公司提供风电场受限电量的参考数据，有助于其更好地调度和分配电力资源。电网公司为政府部门制定风电政策和规划提供参考依据，推动风电行业的可持续发展。政府部门适用对象010203明确受限电量的概念和分类，为后续评估提供基础。受限电量的定义和分类提供具体的计算方法，包括数据统计、分析和预测等步骤。受限电量的计算方法分析影响受限电量的主要因素，如风速、风向、电网调度等。受限电量的影响因素评估内容适用范围不同规模和类型风电场无论风电场的规模和类型如何，均可采用本导则进行评估。海上风电场同样适用于评估海上风电场的受限电量情况，但需考虑海洋环境等特定因素。陆地风电场适用于评估陆地风电场的受限电量情况。022规范性引用文件风电场接入电力系统技术规定，此标准规定了风电场接入电力系统的技术要求，包括电压、频率、功率因数等参数，确保风电场的安全稳定运行。GB/T19963-2011风力发电机组电能质量评估和测量方法，此标准提供了风力发电机组电能质量的评估和测量方法，有助于了解风电场对电力系统电能质量的影响。GB/T20320-2015国家标准DL/T1054-2007风电场并网运行及验收规范，此规范详细说明了风电场并网运行的条件、调试、验收等流程，确保风电场顺利并入电网运行。NB/T31051-2014风电机组低电压穿越能力测试规程，此规程提供了风电机组在低电压条件下的穿越能力测试方法，保障风电场在电网电压波动时的稳定运行。行业标准其他相关文件风电场功率预测预报管理暂行办法，此办法规范了风电场功率预测预报的管理工作，提高风电场运行的可预测性和稳定性。并网风电场调度运行管理规定，此规定明确了并网风电场的调度运行管理要求，包括调度计划、实时调度、事故处理等方面，确保风电场与电力系统的协调运行。033术语和定义3.1风电场受限电量分类根据受限原因，可分为电网受限电量、场内受限电量和其他受限电量。定义指风电场可发电量与实际并网电量的差值，主要由电网接纳能力不足、风电场自身原因、外部条件影响等造成。定义由于电网接纳能力不足导致风电场不能满发而损失的电量。影响因素包括电网结构、调度运行方式、其他电源发电情况等。3.2电网受限电量定义由于风电场内部设备故障、检修、维护等原因导致风电场不能满发而损失的电量。影响因素包括风机故障率、检修计划安排、备件储备情况等。3.3场内受限电量除电网受限和场内受限外，由于其他外部条件（如天气、政策等）影响导致风电场不能满发而损失的电量。定义包括风速波动、极端天气、政策调整等。影响因素3.4其他受限电量044总体要求指导风电场优化运行和调度根据评估结果，提出针对性的优化运行和调度建议，降低风电场受限电量，提高风电利用率。明确风电场受限电量的定义和分类通过对风电场受限电量的评估，明确其定义、分类和产生原因，为后续电量消纳和风电场规划提供依据。量化评估风电场受限电量通过科学的方法和手段，对风电场受限电量进行量化评估，准确反映风电场的实际发电能力和受限情况。4.1评估目的评估方法和指标应科学、合理，能够客观反映风电场受限电量的实际情况。科学性原则评估过程应具有可操作性，便于实施和推广。可操作性原则评估应综合考虑风电场的技术、经济、环境等多方面因素，确保评估结果的全面性和准确性。综合性原则4.2评估原则包括风电场地理位置、装机容量、风机类型、并网方式等基本信息。风电场基本情况受限电量情况电量消纳情况包括风电场受限电量的类型、原因、时间分布等具体情况。包括风电场电量的消纳方式、消纳比例、弃风率等关键指标。4.3评估范围根据风电场的实际情况和评估需求，确定合理的评估周期，如季度评估、年度评估等。评估周期确定建立评估周期的动态调整机制，根据风电场运行状况和市场环境等因素，适时调整评估周期。周期调整机制4.4评估周期055数据准备风电场基础数据包括风电场的地理位置、装机容量、风机类型、并网时间等基本信息。气象数据收集风电场所在地区的气象数据，如风速、风向、气温、气压等，这些数据对于评估风电场的发电潜力和受限电量至关重要。电网运行数据收集与风电场连接的电网运行数据，包括电网电压、频率、线路负载等信息，以评估电网对风电场的影响。5.1数据收集数据清洗对收集到的原始数据进行清洗，去除异常值、重复值和缺失值，确保数据的准确性和完整性。数据转换将原始数据转换为适合评估模型使用的格式，如将气象数据转换为风电场功率预测模型所需的输入格式。数据标准化对不同的数据指标进行标准化处理，以消除量纲和数量级的影响，便于后续的数据分析和建模。5.2数据处理建立数据库定期对数据库进行备份，并制定数据恢复方案，以防数据丢失或损坏。数据备份与恢复数据访问权限管理设置不同用户对数据的访问权限，以保护数据的机密性和完整性。建立专门用于存储风电场相关数据的数据库，确保数据的安全性和可追溯性。5.3数据存储与管理066评估方法评估过程中应保持客观公正，确保评估结果的准确性和可信度。客观性原则评估方法应具有可操作性，便于实际应用和推广。可操作性原则基于风电场实际运行特性和受限电量产生机理，采用科学方法进行评估。科学性原则6.1评估原则数据收集收集风电场运行数据、限电指令、气象数据等相关信息。6.2评估流程01数据处理对收集到的数据进行预处理，包括数据清洗、格式转换等。02评估计算根据评估模型和方法，对受限电量进行计算和分析。03结果输出将评估结果以报告或图表等形式输出，便于理解和应用。04理论模型基于风电场运行理论和受限电量产生机制，构建理论评估模型。统计模型利用历史数据，通过统计分析方法建立受限电量与影响因素之间的关系模型。仿真模型采用仿真技术模拟风电场运行过程，预测受限电量的可能情况。0302016.3评估模型6.4评估指标受限电量比例反映风电场受限电量的严重程度，为优化运行和调度提供依据。受限时长统计风电场受限电量的持续时间，有助于分析受限电量的时间分布特征。弃风率表示风电场因受限而未能发出的电量占总发电量的比例，是衡量风电场运行效率的重要指标。07附录A(规范性)实际风电机组功率曲线拟合方法01数据清洗去除异常值、重复值和缺失值，确保数据的准确性和完整性。A.1数据预处理02数据归一化将数据按比例缩放，使之落入一个小的特定区间，便于后续处理和分析。03数据分段根据风速范围将数据分段，以便于后续的功率曲线拟合。最小二乘法通过最小化误差的平方和来寻找数据的最佳函数匹配。神经网络法通过构建神经网络模型，利用大量数据进行训练，以逼近实际的功率曲线。最大似然估计法根据已知样本数据，反推最有可能导致这些样本结果出现的模型参数值。A.2功率曲线拟合方法残差分析计算拟合值与实际值之间的残差，评估拟合效果。交叉验证通过将数据分为训练集和测试集，评估模型在未知数据上的预测能力。决定系数（R-squared）衡量模型对数据的拟合程度，值越接近1表示拟合效果越好。A.3拟合效果评估确保输入数据的准确性和完整性，以提高拟合精度。数据质量根据实际情况选择合适的拟合方法，以达到最佳拟合效果。模型选择注意避免模型过拟合或欠拟合，以保证模型的泛化能力。过拟合与欠拟合A.4注意事项08附录B(规范性)理论风电机组功率曲线校正方法校正原则010203科学性原则基于风电机组实际运行特性和现场测量数据，采用科学方法进行功率曲线校正。准确性原则确保校正后的功率曲线能够准确反映风电机组在不同风速下的实际出力情况。可操作性原则校正方法应具有明确的操作步骤和判定标准，便于工程应用。数据收集与处理收集风电机组现场运行数据，包括风速、功率等，进行数据预处理和质量控制。功率统计在每个风速段内，统计风电机组的实际平均功率。风速分段根据风电机组设计风速范围，将实际风速划分为若干个风速段。曲线拟合采用适当的数学方法，如多项式拟合、指数拟合等，对统计得到的平均功率进行曲线拟合，得到校正后的功率曲线。校正方法与设计曲线对比将校正后的功率曲线与设计曲线进行对比分析，评估二者之间的差异及原因。实际应用效果验证将校正后的功率曲线应用于风电场受限电量评估中，验证其实际应用效果。拟合优度评估通过计算拟合曲线的相关系数、决定系数等指标，评估拟合优度，确保校正结果的准确性。校正结果评估09附录C(规范性)风电场测风数据外推方法030201线性外推法基于已有测风数据，通过线性关系预测未知位置或时间的风速。指数外推法考虑到风速随高度变化的非线性特征，采用指数模型进行外推。神经网络模型利用大量历史数据训练神经网络，以预测未知位置或时间的风速。外推方法概述确保测风数据的连续性和完整性，避免数据缺失或异常值。数据完整性对原始数据进行必要的预处理，如滤波、去噪等，以提高数据质量。数据质量将数据转换为统一的标准格式，便于后续处理和分析。数据标准化数据要求与处理根据具体情况选择合适的外推方法，如线性、指数或神经网络模型。选择合适的外推方法外推步骤与实施基于历史数据，通过回归分析等方法确定模型的参数。确定模型参数利用确定的模型和参数，对未知位置或时间的风速进行预测。进行外推预测交叉验证采用交叉验证方法，将数据集分为训练集和测试集，以评估模型的预测性能。误差分析计算预测值与真实值之间的误差，如均方误差、平均绝对误差等，以评估模型的准确性。模型优化根据误差分析结果，对模型进行优化调整，以提高预测精度。验证与评估10附录D(规范性)受限状态风电机组在受限时段内的机舱风速修正方法提高准确性修正机舱风速可以更准确地反映风电机组在受限时段内的实际运行状况。优化评估修正方法的必要性通过对机舱风速的修正，可以优化风电场受限电量的评估结果，为风电场的运营和管理提供更准确的数据支持。0102基于风电机组的功率曲线根据风电机组的功率曲线，可以确定在不同风速下机组的理论发电量。考虑受限状态的影响在受限时段内，由于电网接纳能力不足等原因，风电机组可能无法满发。因此，需要根据实际情况对机舱风速进行修正。修正方法的原理收集数据收集风电机组在受限时段内的实际运行数据，包括风速、功率等。修正步骤01计算理论发电量根据风电机组的功率曲线和收集到的风速数据，计算出在不受限情况下机组的理论发电量。02确定受限电量根据实际运行数据和理论发电量，确定风电机组在受限时段内的受限电量。03修正机舱风速根据受限电量和功率曲线，反推出修正后的机舱风速。这个修正后的风速更真实地反映了风电机组在受限时段内的运行状况。04VS修正方法的准确性高度依赖于收集到的实际运行数据的准确性和完整性。适用性限制该方法主要适用于因电网接纳能力不足而导致的风电机组受限情况。对于其他类型的受限情况（如设备故障、天气原因等），该方法可能不适用。数据依赖性修正方法的局限性11附录E(规范性)风电机组理论发电功率计算方法风电机组功率曲线功率曲线定义风电机组的功率曲线是描述风速与风电机组输出功率之间关系的曲线。通常通过风洞试验或现场实测得到，是评估风电机组性能的重要依据。曲线获取方式为了便于比较不同风电机组的性能，通常会采用标准化的功率曲线。标准化功率曲线理论发电功率计算根据风速和风电机组的功率曲线，可以计算出风电机组在特定风速下的理论发电功率。计算方法风速、空气密度、桨距角等都会影响风电机组的理论发电功率。影响因素通常采用风能利用率公式进行计算，具体公式根据风电机组的类型和特性而定。计算公式010203实际应用中的注意事项01确保风速和风电机组功率曲线的数据准确可靠，以保证理论发电功率计算的准确性。在计算过程中，需要综合考虑多种因素，如风向变化、湍流强度等，以获得更准确的计算结果。将理论计算结果与实测数据进行对比，以验证计算方法的准确性和可靠性。如果发现较大差异，需要分析原因并进行相应的调整。0203数据准确性多种因素考虑与实测数据对比12附录F(规范性)风电场理论发电功率和风电场可用发电功率计算方法基于气象数据根据风电场所在地的风速、风向等气象数据，结合风电机组的功率曲线，可以计算出风电场的理论发电功率。风电场理论发电功率计算方法考虑尾流效应在计算风电场理论发电功率时，需要考虑风电机组之间的尾流效应，即前方风电机组对后方风电机组风速的影响。修正系数由于实际运行中可能存在各种损耗和不确定性因素，因此需要通过修正系数对理论发电功率进行适当调整。考虑设备故障和维修在计算风电场可用发电功率时，需要扣除因设备故障、计划检修等原因导致的停机损失。受限电量计算根据电网调度、市场需求等因素，风电场可能无法满发，因此需要计算受限电量，即从理论发电功率中扣除因受限而无法发出的电量。可用发电功率确定综合考虑设备故障、维修和受限电量等因素后，可以确定风电场的可用发电功率。风电场可用发电功率计算方法01020313附录G(规范性)风电场理论发电电量、可用发电电量和实际发电电量计算方法风电场理论发电电量计算方法基于风资源评估根据风电场所在地区的风能资源情况，通过专业的风能资源评估软件或方法，计算出风电场在特定时间内的理论发电量。考虑风机功率曲线结合风电场使用的风电机组的功率曲线，将风速转换为对应的理论发电功率，进而计算出理论发电量。影响因素修正综合考虑空气密度、湍流强度、风机尾流效应等因素对理论发电量的影响，进行相应的修正。扣除风机维护时间在理论发电电量的基础上，扣除因风机定期维护、故障检修等原因导致的停机时间，得到可用发电时间。考虑电网接入限制根据电网接入条件和调度要求，确定风电场能够向电网输送的最大功率，从而计算出可用发电电量。其他因素修正综合考虑风电场内部集电线路损耗、风机非计划停机等因素对可用发电电量的影响，进行相应的修正。020301风电场可用发电电量计算方法风电场实际发电电量计算方法对比分析与评估将实际发电量与理论发电量和可用发电电量进行对比分析，评估风电场的运行性能和发电效率。同时，还可以针对不同类型的风电机组或不同区域的风电场进行横向对比，为优化风电场运行和管理提供决策支持。数据统计与分析对采集到的实际发电量数据进行统计和分析，包括日发电量、月发电量、年发电量等指标的计算。计量装置采集数据通过风电场安装的电能计量装置，实时采集并记录风电场的实际发电量数据。14附录H(规范性)电量相对偏差计算方法指风电场实际发电量与理论发电量之间的相对差异程度。电量相对偏差概念电量相对偏差=[(实际发电量-理论发电量)/理论发电量]×100%。计算公式电量相对偏差定义电量相对偏差计算步骤收集数据收集风电场实际发电量、风速、风向等运行数据，以及风电机组功率曲线等理论数据。理论发电量计算根据风速、风向等气象数据，结合风电机组功率曲线，计算理论发电量。实际发电量统计统计风电场在评估周期内的实际发电量。电量相对偏差计算按照公式计算电量相对偏差。影响因素及处理方法处理方法通过优化风电机组布局、提高运维水平、更新设备技术等措施，降低电量相对偏差。同时，加强数据监测和分析，及时发现并解决问题。影响因素包括气象条件变