(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211117481.5 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 国网黑龙江省电力有限公司经济技 术研究院 地址 150000 黑龙江省哈尔滨市经开区南 岗集中区长江路3 68号2606室 申请人 哈尔滨工业大 学　 国家电网有限公司 　 国网黑龙江省电力有限公司 (72)发明人 丛云花　王文婷　华科　王瑛玮　 左峰　郭钰锋　徐英　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 专利代理师 王恒(51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 17/10(2006.01) H02J 3/38(2006.01) H02J 3/46(2006.01) (54)发明名称 一种考虑风能资源分布特征的风电基地规 划方法 (57)摘要 一种考虑风能资源分布特征的风电基地规 划方法， 涉及一种风电基地规划方法。 获取再分 析数据进行数据预处理； 评估风能资源的禀赋， 根据预处理后的数据构建风能资源潜力评估指 标体系， 包括风功率密度、 风资源可用性、 风功率 密度波动强度和风功率密度变差； 结合地理信息 系统的信息， 绘制各项指标的地图分布图， 分析 风能资源分布特性， 作为优质地区的评判依据； 结合风电发电潜力提出风电基地可行选址方案； 采用主干网关键线路脆弱度辨识结合电网实际 情况， 分析各线路坚强程度， 对线路重要度进行 评估。 能够评估风电发电潜力， 并结合目前大规 模新能源并网的情景， 实现风电基地规划的研究 选址， 为风资源发展提供参 考依据。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115438978 A 2022.12.06 CN 115438978 A 1.一种考虑风能资源分布特 征的风电基地 规划方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： 步骤一： 获取空间分辨率为0.25 ° ×0.25°、 时间分辨率为1小时且时间跨度 为十年时长 的再分析 数据， 并对其进行 数据预处 理， 具体包括： 拟对高度h处的风能资源展 开分析， 获取的再分析数据提供的气压和温度数据为高度h0 处， 将气压和温度数据换算至轮毂高度， 换算公式如下： 式中， Ph表示高度h处的气压， Ps表示高度h0处的气压， T2表示高度h0处的温度， Th表示高 度h处的温度， 表示根据高度推断出的常数， 表示根据气压物理规律拟合得到的经验系 数， 再分析数据获取高度h处的水平风速分量和垂直 风速分量， 高度h处的风速可表示 为： 式中， v表示 风速， Vh表示高度h处的水平风速分量， Uh表示高度h处的垂直 风速分量； 步骤二： 为评估风能资源的禀赋， 根据步骤一得到预处理后的数据， 构建风能资源潜力 评估指标体系， 其中包括风功 率密度、 风资源可用性、 风功 率密度波动强度和风功 率密度变 差这四种评估指标， 具体包括： 风功率密度表示空气在单位时间垂直 通过单位截面积的风能,公式如下： 式中， WPD表示风功率密度， ρ 表示空气密度， 由下式计算得到： 式中， G表示气体常数， 其 值为2287.058J/(kg×K)， 风资源可用性表示在总的观测时长内， 风功率密度大于某一阈值的时长所占的比例， 公式如下： 式中， WPDava表示风资源可用性， χth表示风功率密度大于给定的风功率密度阈值的时 长， χtotal表示总的观测时长， 风功率密度波动强度定量刻画风能资源的波动幅度， 公式如下： 式中， IWPD表示风功率密度波动强度, σWPD表示风功率密度方差, 表示风功率密度平 均值,IWPD的范围在[0,1]之间， 数值越大， 表示对应的波动幅度越大， 风功率密度变差 定量刻画风能资源的波动速率， 公式如下： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115438978 A 2式中， γWPD(Δt)表示风功率密度变差， Δt表示时间间隔， N表示数据对的总数目， t＝1， 2， 3，…， N， γWPD(Δt)对应的值越大， 表示 风资源资源的波动速率越快； 步骤三： 根据步骤二构建的风能资源潜力 评估指标体系， 结合地理信 息系统的信息， 绘 制各项指标的地图分布图， 以地理网格0.25 ° ×0.25°为单位分析风能资源分布特性， 作为 风能资源 优质地区的评判依据； 步骤四： 进一 步研究风电发电潜力， 具体包括： 对风功率的出力进行建模， 公式如下： WPt＝f(vt)                        (9) 式中， WPt表示t时刻风速vt对应的风功率， f()表示 风机功率曲线， 估算在每一个地理网格内能够布置的风力发电机的数量NWT， 则每一个地理网格内总的 风电出力可以表示 为： 式中， WPttol表示t时刻每一个地理网格内总的风电出力， WPtk表示第k个风电场在第t时 刻的风电出力， 在得到风功率的基础上， 定义 风功率容量系数， 来定量描述发电性能， 公式如下： 式中， CFWP表示风功率容量系数， T表示计算的总时长， WPr表示风力发电机的额定功率， CFWP的值在[0,1]之间， 数值越大， 表示发电性能越好， 根据步骤三分析的风 能资源分布特性选出风 能资源优质地 区， 并结合风电发电潜力提 出风电基地可 行选址方案； 步骤五： 根据步骤四得到的选址方案， 采用主干网关键线路脆弱度辨识结合电网实 际 情况， 分析 各线路坚强程度， 对线路重要度进行评估， 包括： 线路介数指标， 通过电网中各条线路的最短路径数， 即为线路介数， 线路介数越大， 说 明各电源供电至各负荷的最短供电路径经过该线路的次数越多， 反映线路在电网中的相对 重要程度， 平均传输距离指标， 平均传输距离为传输路径的加权长度和与系统传输的有功功率总 量的比值， 公式如下： 式中， La表示平均传输距 离， wl表示线路阻抗， pl表示传输的有功功率， Pm表示节点 m吸收 的有功功率， V表示所有节点的集 合， 该指标越大表明系统越脆弱， 对比故障前后的指标数值评估线路故障对全局功能的影 响程度， 最大输电能力指标， 通过计算恢 复故障线路对电网最大输电能力的影响来评估线路的 重要性， 计算公式为：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115438978 A 3