刘建
（晋能清洁能源风力发电有限责任公司030001）
摘要：风电并网工程之中，一般通过弃风电量进行稳定性评估，并在完成评估后，运用系数函数计算，对已经完成的测量风速进行修正，从而达到并网安全运行。本文在对弃风电量评估进行研究中，首先结合我国目前风电并网建设的现状，对评估标准进行研究，随后根据以往弃风电量评估的相关经验，建设能够应用于修正风速的评估模型，使弃风电量评估更加精准。
关键词：风电并网运行；稳定性；修正风速；弃风电量
前言：
风力能源是能源结构体系调整中具有十分重要地位的可再生能源，在发电生产等领域有着重要价值。但是作为一种新能源，在实际应用中却表现出较为明显的随机性和波动性，这使得风电并网的实际应用所带来的结果为弃风电量的不断提升，进一步造成了成本的增加。随着电网建设的逐渐发展，针对风电并网进行弃风电量评估的意义也愈发重要。
一、明确风电并网中弃风电量的评估标准
风电并网项目在进行评估时，一般需要对风电并网中的相关数据进行全面统计。数据既要保证具有真实性，又需要能够反映出风电并网运行的客观规律。随着技术的不断发展，目前所开展的评估工作所进行的数据获取一般来自于测风塔所记录的气象数据和风电场所记录的功率数据，在统计研究中，这两部分数据能够在一定程度上对风电场的实际功率进行反映，从而完成修正风速的标定。最后，评估人员则根据已经标定的修正风速，对弃风电量进行计算。不过由于在实际的风电场环境当中，风电并网所采用的机组设备所处的地理环境差异明显，因此部分风电机组会受到环境影响，导致功率数据的采集并不足以客观真实地反映机组状况，例如在气流畸变的环境中，风电机组的风速测量会出现严重偏差。基于这一要求，弃风电量评估开展之前，必须要结合一定的标准，对风电机组所处的地理环境、测风塔的实际运转情况以及测量扇区所具有的代表性进行研究，从而避免由于环境因素所带来的种种误差。本文在对弃风电量评估进行研究中，一般采用IEC标准作为评估衡量的重要参考。在该标准当中，标准内容除了能够对功率测量的各个环节有明确地规定之外，还严格规范了数据分析过程中的参数测量方法，从而使数据测量和弃风电量评估做到科学有序。IEC标准主要的工作场景为测风塔位置、测量扇区所处位置以及风电试验环境三个部分，其内部原则遵循国家标准《风力发电机组特性功率测试标准》（GB/T18451.2-2012）用以提升测量和分析的精准度。
二、开展弃风电量的模型评估
（一）数据采集模型建设
通过前文的论述可以了解，弃风电量评估模型建设需要依据既定标准，对风电并网所处环境下的相关数据进行统计。通过模型建设开展的评估工作要求能够依据模型方法，通过对标准的把控，完成相关的数据信息采集。本文在进行模型建设过程中，结合具体的工作实例和以往的评估经验，设置了具体的因素划分，其中包括机组功率因素、风电场环境风速因素以及地理环境因素三个部分，并在模型当中，将这三个部分的数据作为主要的采集内容。为了能够对这三个方面的因素变化情况进行精准的描述，评估人员需要在模型当中通过曲线表达式对各项因素的变化情况进行描述，曲线表达式则对变量V（风通过风轮截面积速度）、C（风能利用系数）以及ρ（空气密度）和S（风轮面积）进行衡量，则有公式1进行表达。
公式1：
通过公式1，评估人员可以在模型当中，对自变量空气密度进行衡量，最终针对空气密度和风速进行修正，使之成为评估有效因素。除此之外，环境因素中的气压、温湿度因素对于弃风电量评估也具有不同程度的影响，为了能够使影响在评估模型中得到控制，要求模型在开展数据采集时，需要设置风电机组为正常状态运行，再依据数据应用中的比恩法进行因素影响排序。
（二）控制在线监测误差
目前技术环境中所应用的在线监测技术，在实际的风电机组应用中，存在一定程度的误差，因此在进行模型评估处理时，需要依据风速筛选预处理的方式，对可能存在的数据误差和数据漏洞进行全面控制。结合以往经验，笔者提出，弃风电量评估模型需要在预测特征参量的过程中，通过对参量进行分析和筛选，使其存在的异常数据得到修正，最终使数据能够满足其所处的模型评估环境的应用需求，从而使其能够具备连续性和完整性。在模型应用层面，评估人员一般会首先设置周期时间间隔，再通过公式计算，对每一个周期之内的机组功率进行统计，计算平均值，最后根据周期功率平均值的标准差进行数据评价，控制其准确性。
（三）利用模型计算弃风电量数值
在模型当中，通过周期标准差和平均值评估的方式，获取到风电并网机组的精准功率数值，随后，评估人员需要依靠模型计算，对存在差异的功率值进行修正，从而获得修正功率值。此时，评估人员将所获取到的数据信息运用比恩法进行计算，首先，要求依照风电机组额定功率进行范围选取，再结合周期时间段，设定BIN区间宽度。其次，评估人员在模型当中，结合修正功率所处区间，完成区间带入，并依次记录区间数据情况；之后，结合数据与区间的对应关系，得到平均风速V状态直线的平均功率P的数值；最后依据风电机组的平均出力系数，对机组功率P以及额定容量Q之间的关系进行表达，平均出力数值可以直接带入到风电机组的区间当中，依据区间之内的弃风电量叠加规律，获取风电场的弃风电量数值。
（四）弃风主要原因分析
风电弃风多数发生在冬季、春季的供热期间。因风电出力的特性，冬、春两季需要保障供热，受到供热机组调峰容量的制约，火电调峰容量挤占风电的消纳空间，引起风电弃风。
风电外送线路输电能力不足也是引起风电弃风的另一主要原因，与常规电源相比，风电机组的利用率相对较低，根据风资源统计，我国“三北”风电基地机组年资源利用小时为2200-2800小时，风电场总出力大于总装机容量60%的概率一般在5%以下。因此，为了提高风电场送出线路及输电通道的利用率，在风电场送出工程设计过程中都会进行优化研究，通常将送出线路及输电通道的送电能力确定为“满足95%情况下风电外送或风电场总装机容量的60%左右”。因而，一年中为数不多的情况下，风电场会由于送出通道能力不足而出现弃风。
结论：
综上所述，在修正风速的模型评价中，风电并网环境因素的影响需要作为模型评价标准出现。在具体的功率分析和因素控制时，结合评价标准，对修正风速和修正功率进行统计，再结合区间分析的方法，获取风电机组的弃风电量，为机组运行稳定性分析提供参考。
参考文献：
[1]宋颖巍，刘岩，韩震焘，万杰，詹长庚.基于修正风速的风电并网运行弃风电量评估[J].电气应用，2014（23）
[2]韩建辉.以修正风速为基准分析风电并网运行弃风电量评估[J].科技创新导报，2015，12（30）52-53
[3]姜文玲，冯双磊，孙勇，王勃，郭凌旭.基于机舱风速数据的风电场弃风电量计算方法研究[J].电网技术，2014，38（3）647-652
[4]刘永前，高小力，韩爽，孟航.基于修正风速的风电场等效功率特性模型研究[J].华北电力大学学报（自然科学版）2014，41（3）49-54