Daniel W. Bernadett：風(fēng)電功率曲線研究及應(yīng)用

2017-10-18 17:17:54 能見(jiàn) 　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

2017年10月16日-19日，2017北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)（CWP2017）在北京隆重召開(kāi)。在中國(guó)國(guó)際展覽中心（新館）風(fēng)電場(chǎng)智能運(yùn)維專(zhuān)場(chǎng)，UL可再生能源功率曲線測(cè)試總監(jiān) 專(zhuān)業(yè)工程師介紹了功率曲線的作用，功率曲線被當(dāng)作衡量和考

2017年10月16日-19日，2017北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)（CWP2017）在北京隆重召開(kāi)。在中國(guó)國(guó)際展覽中心（新館）“風(fēng)電場(chǎng)智能運(yùn)維”專(zhuān)場(chǎng)，UL可再生能源功率曲線測(cè)試總監(jiān)/專(zhuān)業(yè)工程師介紹了功率曲線的作用，功率曲線被當(dāng)作衡量和考核風(fēng)電機(jī)組性能重要技術(shù)指標(biāo)。DanielW.Bernadett提出UL現(xiàn)在正在開(kāi)發(fā)一項(xiàng)技術(shù)，這不是用的REC的標(biāo)準(zhǔn)，可以用到的在全世界的用戶的風(fēng)電場(chǎng)功率曲線方面。

以下為演講內(nèi)容：

DanielW.Bernadett：好，我會(huì)講英文，我是來(lái)自功率和測(cè)試部門(mén)的。首先談一下什么是風(fēng)電場(chǎng)功率曲線，包括了電力損失等等，這些都是在功率曲線里面，而不是在功率曲線外面的風(fēng)機(jī)曲線。

因?yàn)槲覀儼阉诺絻?nèi)部，所以風(fēng)電場(chǎng)的功率曲線會(huì)有相應(yīng)的函數(shù)，有三個(gè)方式，首先去預(yù)測(cè)一下自發(fā)的瞬時(shí)的曲線，可以輸出多少功率，就會(huì)有這樣曲線告訴我們，現(xiàn)在電場(chǎng)輸出什么樣的功率，然后可以去把尾部損失，尾風(fēng)損失等等的，還有電網(wǎng)損失都包括在里面。

那么還有就是在過(guò)去，如果考慮到現(xiàn)在這種時(shí)刻風(fēng)電的一些湍流會(huì)是怎么樣，或者風(fēng)電機(jī)運(yùn)行是怎么樣。

那么可以用它去預(yù)測(cè)未來(lái)，對(duì)于我們風(fēng)電場(chǎng)未來(lái)會(huì)有怎么樣能源的產(chǎn)出？這和預(yù)見(jiàn)的報(bào)告是相似的，就是我們要測(cè)量一下風(fēng)速，還有預(yù)測(cè)功率輸出，基于功率曲線，或者基于尾風(fēng)損失，那現(xiàn)在我們知道它的損失量是多少，還有就是工廠的情況，這樣我就可以準(zhǔn)確去預(yù)測(cè)尾流。

那么誰(shuí)會(huì)使用這個(gè)功率曲線呢？制造商會(huì)使用它來(lái)提供質(zhì)保，像風(fēng)機(jī)的質(zhì)保，風(fēng)電場(chǎng)會(huì)包括尾流損失，可用率，相應(yīng)的風(fēng)機(jī)的補(bǔ)償損失。

那么這個(gè)業(yè)主也會(huì)使用這個(gè)電場(chǎng)的功率，來(lái)知道他的資產(chǎn)，優(yōu)化資產(chǎn)。同時(shí)還了解一下他的營(yíng)收的曲線，這樣可以用它來(lái)追測(cè)未來(lái)的收入，通過(guò)過(guò)去的一些運(yùn)行。

那么在這兒我們可以看一下整個(gè)電場(chǎng)的功率曲線，這是一個(gè)很小的電場(chǎng)，看到它這個(gè)產(chǎn)出是隨著時(shí)間推移會(huì)有變化，那作為這種零散的可用率，如果有9臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，產(chǎn)出會(huì)受到這個(gè)量的限制。

那么同時(shí)你也可以看到，運(yùn)行在這里會(huì)下降，在高風(fēng)速情況下，哪個(gè)風(fēng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)這樣的下降？當(dāng)整個(gè)風(fēng)場(chǎng)態(tài)勢(shì)有高的風(fēng)速之后。

所以我們可以看一下更加樂(lè)觀的視角，就是當(dāng)整個(gè)風(fēng)機(jī)在運(yùn)行的時(shí)候，最佳的運(yùn)行案例是怎么樣的？就是它有百分之百的功率曲線，那么這就意味著這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)在運(yùn)行情況下可以發(fā)多少電。

還有另外一個(gè)不同的審視的視角，就是每個(gè)用的電量，風(fēng)速平均值，還有月度平均的產(chǎn)出水平，這樣的功率曲線就變成線性的了。

因?yàn)槲覀冎酪粋€(gè)月以來(lái)風(fēng)速和風(fēng)向，這樣我們就可以建立他們之間的函數(shù)，這可以表明我們參照風(fēng)和我們的風(fēng)場(chǎng)，以及可利用率，并沒(méi)有特別好的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

那么在這個(gè)例子當(dāng)中，我們可以看到它的相關(guān)聯(lián)會(huì)比較好，值為0.9，讓我們知道這個(gè)風(fēng)速和最終的發(fā)電量，之間有比較好的關(guān)聯(lián)。

我們?cè)倏匆幌驴衫寐剩衫寐蔬@是一個(gè)重點(diǎn)，那如果說(shuō)我們看到所有的數(shù)據(jù)，我們大約對(duì)于百分之百BOP可用率進(jìn)行篩選，然后我們?cè)侔岩恍┎豢衫玫臄?shù)據(jù)篩除掉，然后我們把風(fēng)電機(jī)組調(diào)整到百分之百的可利用率，我們用可利用率來(lái)除。

對(duì)于不確定對(duì)，我們需要有一個(gè)從上到下的方式，我們所做的事情是我們計(jì)算預(yù)測(cè)和序列數(shù)據(jù)的均方跟誤差，如果我們做風(fēng)電機(jī)組的數(shù)列統(tǒng)計(jì)的話，我們是自下而上的方式，然后得到是整個(gè)風(fēng)機(jī)的不確定度，這個(gè)對(duì)于風(fēng)電機(jī)組來(lái)說(shuō)是非常適合，因?yàn)槎际欠浅?biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，但是把每個(gè)分量的不確定性分別除去的話，我們進(jìn)行非常好的校準(zhǔn)，可以量化，可以分析，然后來(lái)通過(guò)校準(zhǔn)的方式來(lái)減少它的不確定度。

那么因?yàn)樽韵露系睦碚撛O(shè)計(jì)是各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中最大的不確定度，所以通常會(huì)得出比較保守的結(jié)論。但是通過(guò)應(yīng)用最優(yōu)方法能產(chǎn)生比理論計(jì)算更低的不確定度，那我們對(duì)于均方均值誤差，我們做了一個(gè)定義，我們可以這樣來(lái)認(rèn)為，它是預(yù)測(cè)與觀察值之間一個(gè)差異的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。

我們用K層交叉檢驗(yàn)不確定度，它聽(tīng)上去很復(fù)雜，其實(shí)沒(méi)有那么復(fù)雜，它是保留五分之一的數(shù)據(jù)，依據(jù)剩余五分之四的數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)模型，與保留數(shù)據(jù)比較模型預(yù)測(cè)，重復(fù)5次，每次保留不同數(shù)據(jù)，5次運(yùn)轉(zhuǎn)之間很好的一致顯示，模型不是過(guò)擬合。

那我們應(yīng)該有一個(gè)非常好的模型，這樣的話，它可以適用于所有數(shù)據(jù)，而不是單組數(shù)據(jù)。

那我們看一下風(fēng)電場(chǎng)功率曲線和風(fēng)機(jī)功率曲線它有什么比較，風(fēng)電場(chǎng)功率曲線需要更多的數(shù)據(jù)，有可能達(dá)到一年，因?yàn)槲覀冃枰u(píng)估風(fēng)向?qū)ξ擦鞯挠绊憯?shù)據(jù)。

用風(fēng)電的數(shù)據(jù)，我們也可以用十分鐘的數(shù)據(jù)，它用風(fēng)機(jī)的功率一樣，但是如果用月季度計(jì)算的話，不會(huì)受短時(shí)影響。

那我們?nèi)绻玫斤L(fēng)電場(chǎng)功率曲線預(yù)測(cè)瞬時(shí)功率輸出或預(yù)估電網(wǎng)中斷的損失，作為輸入量的風(fēng)數(shù)據(jù)需要在現(xiàn)場(chǎng)獲得。

我要是對(duì)于未來(lái)的能量作一個(gè)預(yù)測(cè)，我需要這種長(zhǎng)期的這種數(shù)據(jù)，那這時(shí)候我們可以用非現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，或者說(shuō)模擬的風(fēng)數(shù)據(jù)，我們?cè)谶@兒也非常重要地記住，模型的均方根差不能量化輸入風(fēng)速數(shù)據(jù)，我們應(yīng)該用蒙特卡倫模擬來(lái)量化處理。

最后總結(jié)一下，我們可以采用各類(lèi)的輸入，包括風(fēng)速、風(fēng)向等等。然后模型的復(fù)雜性是由輸入量的多少確定，最低不確定度的模型是最好的模型，我們所說(shuō)的風(fēng)電場(chǎng)的功率模型采用的是自上而下來(lái)計(jì)算不確定度，這個(gè)跟風(fēng)機(jī)是不一樣的，它是自下而上的方式，通過(guò)這個(gè)方法，我們可以不同模型之間，可以進(jìn)行比較。

那未來(lái)是什么樣子的？UL現(xiàn)在正在領(lǐng)導(dǎo)著一項(xiàng)技術(shù)，這不是用的REC的標(biāo)準(zhǔn)，他用到的在全世界的用戶，他們都可以來(lái)用風(fēng)電場(chǎng)功率曲線，當(dāng)然這個(gè)UL正在領(lǐng)導(dǎo)著這一項(xiàng)研究，我現(xiàn)在恐怕需要停到這兒了，不知道對(duì)于我的PPT大家有沒(méi)有什么問(wèn)題？

（發(fā)言為現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)本人審核）

責(zé)任編輯：lixin

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