风电场受限电量评估导则

ICS29.020

F21

中华人民共和国国家标准

GB/TXXXXX—XXXX

风电场受限电量评估导则

GuideonWindEnergyCurtailmentEvaluation

（征求意见稿）

征求意见稿

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

GB/TXXXXX—XXXX

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准由中国电力企业联合会提出。

本标准由全国电网运行与控制标准化技术委员会（SAC/TC446）归口。

本标准主要起草单位：中国电力科学研究院有限公司、国家电网有限公司、中国南方电网有限公司、

国家电网公司西南分部、国家电网公司西北分部、云南电网有限责任公司、国网冀北电力有限公司、国

网甘肃省电力有限公司、国网宁夏电力有限公司、国网黑龙江省电力有限公司、国网四川省电力有限公

司。

本标准主要起草人：

II

GB/TXXXXX—XXXX

风电场受限电量评估导则

1范围

本标准规定了风电场理论发电功率和受限电量的评估办法，包括基本要求、基础数据、评估方法等。

本标准适用于所有并网风电场、各级电力调度控制机构和第三方受限电量评估服务商等。

2规范性引用文件

下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB/T18451.2风力发电机组功率特性测试

GB/T18709风电场风能资源测量方法

GB/T18710风电场风能资源评估方法

IEC61400-12-2Powerperformanceofelectricity-producingwindturbinebasedonnacelleanemometry

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

单机功率windturbineoutput

风电场内每台风电机组的输出功率。

3.2

机舱风速windturbinenacelleanemometry

风电场内每台风电机组机舱顶部监测的风速。

3.3

风电机组功率曲线powercurve

描绘风电机组有功功率输出与输入风速之间函数关系的图和表。通过机舱风速与单机功率拟合获

得的风电机组功率曲线称为风电机组实际功率曲线；风电机组出厂时给出的设计功率曲线称为风电机

组理论功率曲线。

3.4

单机运行状态windturbineoperationstatus

风电机组的实时发电状态，包括正常发电状态-0、出力受控状态-1、待机状态-2、停运状态-3等。

3.5

风电场理论发电功率windfarmtheoreticalgenerationpower

当前风况下，假设风电场内所有风电机组均处于正常发电状态下能够发出的有功功率。

3.6

风电场可用发电功率windfarmavailablegenerationpower

剔除风电场内故障、检修等风电机组后，剩余风电机组在正常发电状态下能够发出的功率。

1

GB/TXXXXX—XXXX

3.7

风电场场内受限电量insidecurtailmentpowerofwindfarm

风电场内设备因调试、故障、缺陷或检修等造成的受限电量。

3.8

风电场场外受限电量outsidecurtailmentpowerofwindfarm

非风电场自身原因造成的受限电量。

4基本要求

4.1所有并网风电场应按照本标准开展风电场理论发电功率、风电场可用发电功率、风电场场内受限

电量和风电场场外受限电量的评估工作。

4.2所有并网风电场应按照本标准向电网调度控制机构报送风电场理论发电功率、风电场可用发电功

率、风电场场内受限电量和风电场场外受限电量。

4.3电力调度控制机构应按照本标准开展全网理论发电功率、可用发电功率、场内受限电量、场外受

限电量的评估工作，并承担对风电场受限电量评估相关工作的管理职责。

4.4评估时间间隔应不大于5分钟。

5数据准备

5.1风电场应依据GB/T18709开展本场风能资源的监测工作，所获得的测风数据应满足如下要求：

5.1.1测风数据应来自测风塔等实时测风设备，其位置应满足GB/T18710的要求；

5.1.2采集量至少应包括10米、30米、50米、70米及轮毂高度的风速和风向，以及10米层高的气

温、气压等信息；

5.1.3测风数据的时间间隔应不大于5分钟，取瞬时值，数据传输延时应小于5分钟。

5.2风电场应采集所有风电机组运行数据，并实时报送电力调度控制机构，风电机组运行数据应满足

以下要求：

5.2.1风电机组运行数据应包括风电场内所有风电机组的单机功率、机舱风速、单机运行状态等；

5.2.2风电机组运行数据的时间间隔应不大于5分钟，数据传输延时应小于5分钟。

6评估方法

6.1风电机组功率曲线获取

6.1.1应优先采用风电机组实际功率曲线，风电机组实际功率曲线应采用附录A的方法根据非受限时

段的风电机组机舱风速及单机功率数据进行拟合：

a)用于拟合风电机组实际功率曲线的有效数据长度应不少于1个月，且应选择临近时段的数据；

b)拟合的风电机组实际功率曲线应定期修正，时间间隔不宜超过1个月；

2

GB/TXXXXX—XXXX

c)每台风电机组的实际功率曲线应分别拟合。

6.1.2对于无法拟合出实际功率曲线的风电机组应满足GB/T18451.2要求的风电机组理论功率曲线，

且风电机组理论功率曲线应采用附录B的方法根据实测空气密度进行校正。

6.2测风数据获取

6.2.1对于可以稳定获取风电机组机舱风速数据的风电场，可将风电机组机舱风速作为风电机组所在

位置的测风数据。

6.2.2对于无法获取风电机组机舱风速数据或机舱风速数据质量较差的风电场，可根据附录C的方法，

依据5.2所监测的测风数据，计算获得风电机组所在位置的测风数据。

6.3受限风电机组受限时段内的测风数据应采用附录D的方法进行修正。

6.4风电场理论发电功率和可用发电功率计算。

6.4.1应根据风电机组所在位置处、经修正后的测风数据，结合风电机组功率曲线，计算得到单台风

电机组的理论功率。对不具备测风数据的老旧风电场，可采用其它经过验证的方法计算单台风电机组的

理论功率。

6.4.2风电场内所有风电机组的理论功率累加获得风电场理论发电功率。

6.4.3风电场内剔除故障、检修等不可调用风电机组后，剩余所有风电机组理论功率累加获得风电场

可用发电功率。

6.5理论发电功率和可用发电功率修正

6.5.1风电场理论发电功率的修正应在风电场内所有风电机组正常发电时进行，通过构建风电场实际

发电功率与风电场理论发电功率的线性回归模型实现；

6.5.2风电场可用发电功率的修正应在无场外限电时进行，通过构建风电场实际发电功率与风电场可

用发电功率的线性回归模型实现。

6.6如非限电时段内，计算获得的风电场可用发电电量与风电场实际发电电量的月度电量相对偏差大

于3%，应对评估模型进行优化，直至满足月度电量偏差要求。电量相对偏差计算方法见附录E。

6.7依据风电场理论发电功率和可用发电功率，结合风电场实际发电功率，采用附录F的方法计算获

得风电场场内受限电量和场外受限电量。

3

GB/TXXXXX—XXXX

附录A

（资料性附录）

风电机组实际功率曲线拟合方法

A.1数据处理

a)应根据风电机组运行日志出力受控、停运等状态的功率数据和测风设备故障等情况下的测风

数据；

b)机舱风速及单机功率数据有效数据长度应不少于1个月；

A.2风电机组实际功率曲线拟合

功率曲线拟合应采用机舱风速及单机功率，根据非参数回归方法计算得到：

nn

vvvvjiji

PKPKji[()]/()（A-1）

ii11hh

公式(A-1)中，K为核函数，常见的有均匀核、标准正态核和抛物线核等，本标准中采用标准正态核，即：

1

12

Kuu()2exp2（A-2）

2

式中：

Pj——与vj对应的拟合出的单机功率；

n——用于拟合的样本数量；

vj——第j风速水平下的风速，在0-25m/s范围内取值，vj与vj1的间隔为0.5m/s；

vi——第i个修正后的机舱风速；

h——核窗宽，一般取0.1左右；

Pi——第i个单机功率。

4

GB/TXXXXX—XXXX

附录B

（资料性附录）

风电机组理论功率曲线校正方法

B.1空气密度

空气密度可根据实测气温及气压计算得到（式（B-1）），平均空气密度可根据逐5min空气密度平

均得到（式（B-2））：

B5min

5min（B-1）

RT5min

1N

i（B-2）

Ni1

式中：

5min——5分钟平均空气密度；

B5min——5分钟平均气压；

R——气体常数287.05（J/kg.K）；

T5min——5分钟平均气温；

——实测平均密度；

N——样本个数。

B.2风电机组理论功率曲线的校正

若风电机组理论功率曲线经过实验验证，且实测空气密度在1.225kg/m3±0.05kg/m3范围内，风电

机组理论功率曲线无需校正；若在此范围以外，则风电机组理论功率曲线需根据以下方法进行校正。

B.2.1对于失速控制、具有恒定桨矩和转速的风电机组，可利用公式B-3校正：

PP校正0（B-3）

0

B.2.2对于功率自动控制的风电机组，可利用公式B-4校正：

13

0（B-4）

VV校正0

式中：

P校正——折算后的功率；

P0——折算前的功率；

3

0——标准空气密度（1.225kg/m）；

V校正——折算后的风速；

V0——折算前的风速；

——实测平均密度。

5

GB/TXXXXX—XXXX

附录C

（资料性附录）

风电场测风数据外推方法

综合考虑风电场所处区域的地形、粗糙度变化情况，结合风电场布局，建立风电场数字化模型；采

用微观气象学理论或计算流体力学的方法，将测风风速外推至每台风电机组轮毂高度处，建立各风向扇

区的风速转化函数：

V外推f(V测风,k12,k,,kn)（C-1）

式中：

V外推——由测风设备外推至风电机组轮毂高度处的风速；

f——转化函数；

V测风——测风设备实测风速；

k12k,k,,n——影响因子（地形、粗糙度、尾流效应等）。

6

GB/TXXXXX—XXXX

附录D

（资料性附录）

受限时段风电机组机舱数据修正方法

在风电机组正常发电的条件下，采用测风设备分别监测风轮前轮毂中心位置处和风轮后机舱处的

风速。风电机组风轮前轮毂中心位置处风速和风轮后机舱处风速呈现线性关系：

VV风轮后,,jj风轮前（D-1）

式中和为待求解参量，可通过测风设备监测的风轮前轮毂中心位置处风速和风轮后机舱处风

速进行辨识。

根据辨识出的和，在受限时段内，风电机组机舱风速或由实时测风数据外推得到风电机组所在

位置的测风数据等于风轮前风速，即式(D-1)中的V风轮前,j，引入式(D.1)中可得到风轮后经修正的风速。

式中：

V风轮后,j——修正后的风电机组测风数据；

V风轮前,j——修正前的风电机组测风数据。

7

GB/TXXXXX—XXXX

附录E

（资料性附录）

电量相对偏差计算方法

E.1电量相对偏差（d）

n

t()Pj,,iTji

i1（）

dn100%E-1

tTji,

i1

式中：

d——电量相对偏差；

t——数据的时间间隔，单位为小时；

n——统计时段内非限电的样本数量；

第时刻第风电场的可用发电功率；

Pji,——ij

Tji,——第i时刻第j风电场的实际发电功率。

8

GB/TXXXXX—XXXX

附录F

（资料性附录）

风电场场内受限电量和场外受限电量计算方法

F.1风电场场内受限电量（EI,j）

n

EtPPI,,,jjiji()（F-1）

i1

F.2风电场场外受限电量（EO,j）

n

EtPTO,,,jjiji()（F-2）

i1

式中：

EIj,——第j风电场的场内受限电量；

t——数据的时间间隔，单位为小时；

n——统计时段内样本数量；

Pji,——第i时刻第j风电场的理论发电功率；

第时刻第风电场的可用发电功率；

Pji,——ij

EO,j——第j风电场的场外受限电量；

Tji,——第i时刻第j风电场的实际发电功率。

9

GB/TXXXXX—XXXX

目次

目次.............................................................................I

前言............................................................................II

1范围.........................................................................1

2规范性引用文件...............................................................1

3术语和定义...................................................................1

4基本要求.....................................................................2

5数据准备.....................................................................2

6评估方法.....................................................................2

附录A...............................................................................4

附录B...............................................................................5

附录C...............................................................................6

附录D...............................................................................7

附录E...............................................................................8

附录F...............................................................................9

I

GB/TXXXXX—XXXX

风电场受限电量评估导则

1范围

本标准规定了风电场理论发电功率和受限电量的评估办法，包括基本要求、基础数据、评估方法等。

本标准适用于所有并网风电场、各级电力调度控制机构和第三方受限电量评估服务商等。

2规范性引用文件

下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB/T18451.2风力发电机组功率特性测试

GB/T18709风电场风能资源测量方法

GB/T18710风电场风能资源评估方法

IEC61400-12-2Powerperformanceofelectricity-producingwindturbinebasedonnacelleanemometry

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

单机功率windturbineoutput

风电场内每台风电机组的输出功率。

3.2

机舱风速windturbinenacelleanemometry

风电场内每台风电机组机舱顶部监测的风速。

3.3

风电机组功率曲线powercurve

描绘风电机组有功功率输出与输入风速之间函数关系的图和表。通过机舱风速与单机功率拟合获

得的风电机组功率曲线称为风电机组实际功率曲线；风电机组出厂时给出的设计功率曲线称为风电机

组理论功率曲线。

3.4

单机运行状态windturbineoperationstatus

风电机组的实时发电状态，包括正常发电状态-0、出力受控状态-1、待机状态-2、停运状态-3等。

3.5

风电场理论发电功率windfarmtheoreticalgenerationpower

当前风况下，假设风电场内所有风电机组均处于正常发电状态下能够发出的有功功率。

3.6

风电场可用发电功率windfarmavailablegenerationpower

剔除风电场内故障、检修等风电机组后，剩余风电机组在正常发电状态下能够发出的功率。

1

GB/TXXXXX—XXXX

3.7

风电场场内受限电量insidecurtailmentpowerofwindfarm

风电场内设备因调试、故障、缺陷或检修等造成的受限电量。

3.8

风电场场外受限电量outsidecurtailmentpowerofwindfarm

非风电场自身原因造成的受限电量。

4基本要求

4.1所有并网风电场应按照本标准开展风电场理论发电功率、风电场可用发电功率、风电场场内受限

电量和风电场场外受限电量的评估工作。

4.2所有并网风电场应按照本标准向电网调度控制机构报送风电场理论发电功率、风电场可用发电功

率、风电场场内受限电量和风电场场外受限电量。

4.3电力调度控制机构应按照本标准开展全网理论发电功率、可用发电功率、场内受限电量、场外受

限电量的评估工作，并承担对风电场受限电量评估相关工作的管理职责。

4.4评估时间间隔应不大于5分钟。

5数据准备

5.1风电场应依据GB/T18709开展本场风能资源的监测工作，所获得的测风数据应满足如下要求：

5.1.1测风数据应来自测风塔等实时测风设备，其位置应满足GB/T18710的要求；

5.1.2采集量至少应包括10米、30米、50米、70米及轮毂高度的风速和风向，以及10米层高的气

温、气压等信息；

5.1.3测风数据的时间间隔应不大于5分钟，取瞬时值，数据传输延时应小于5分钟。

5.2风电场应采集所有风电机组运行数据，并实时报送电力调度控制机构，风电机组运行数据应满足

以下要求：

5.2.1风电机组运行数据应包括风电场内所有风电机组的单机功率、机舱风速、单机运行状态等；

5.2.2风电机组运行数据的时间间隔应不大于5分钟，数据传输延时应小于5分钟。

6评估方法

6.1风电机组功率曲线获取

6.1.1应优先采用风电机组实际功率曲线，风电机组实际功率曲线应采用附录A的方法根据非受限时

段的风电机组机舱风速及单机功率数据进行拟合：

a)用于拟合风电机组实际功率曲线的有效数据长度应不少于1个月，且应选择临近时段的数据；

b)拟合的风电机组实际功率曲线应定期修正，时间间隔不宜超过1个月；

2

GB/TXXXXX—XXXX

c)每台风电机组的实际功率曲线应分别拟合。

6.1.2对于无法拟合出实际功率曲线的风电机组应满足GB/T18451.2要求的风电机组理论功率曲线，

且风电机组理论功率曲线应采用附录B的方法根据实测空气密度进行校正。

6.2测风数据获取

6.2.1对于可以稳定获取风电机组机舱风速数据的风电场，可将风电机组机舱风速作为风电机组所在

位置的测风数据。

6.2.2对于无法获取风电机组机舱风速数据或机舱风速数据质量较差的风电场，可根据附录C的方法，

依据5.2所监测的测风数据，计算获得风电机组所在位置的测风数据。

6.3受限风电机组受限时段内的测风数据应采用附录D的方法进行修正。

6.4风电场理论发电功率和可用发电功率计算。

6.4.1应根据风电机组所在位置处、经修正后的测风数据，结合风电机组功率曲线，计算得到单台风

电机组的理论功率。对不具备测风数据的老旧风电场，可采用其它经过验证的方法计算单台风电机组的

理论功率。

6.4.2风电场内所有风电机组的理论功率累加获得风电场理论发电功率。

6.4.3风电场内剔除故障、检修等不可调用风电机组后，剩余所有风电机组理论功率累加获得风电场

可用发电功率。

6.5理论发电功率和可用发电功率修正

6.5.1风电场理论发电功率的修正应在风电场内所有风电机组正常发电时进行，通过构建风电场实际

发电功率与风电场理论发电功率的线性回归模型实现；

6.5.2风电场可用发电功率的修正应在无场外限电时进行，通过构建风电场实际发电功率与风电场可

用发电功率的线性回归模型实现。

6.6如非限电时段内，计算获得的风电场可用发电电量与风电场实际发电电量的月度电量相对偏差大

于3%，应对评估模型进行优化，直至满足月度电量偏差要求。电量相对偏差计算方法见附录E。

6.7依据风电场理论发电功率和可用发电功率，结合风电场实际发电功率，采用附录F的方法计算获

得风电场场内受限电量和场外受限电量。

3

GB/TXXXXX—XXXX

附录A

（资料性附录）

风电机组实际功率曲线拟合方法

A.1数据处理

a)应根据风电机组运行日志出力受控、停运等状态的功率数据和测风设备故障等情况下的测风

数据；

b)机舱风速及单机功率数据有效数据长度应不少于1个月；

A.2风电机组实际功率曲线拟合

功率曲线拟合应采用机舱风速及单机功率，根据非参数回归方法计算得到：

nn

vvvvjiji

PKPKji[()]/()（A-1）

ii11hh

公式(A-1)中，K为核函数，常见的有均匀核、标准正态核和抛物线核等，本标准中采用标准正态核，即：

1

12

Kuu()2exp2（A-2）

2

式中：

Pj——与vj对应的拟合出的单机功率；

n——用于拟合的样本数量；

vj——第j风速水平下的风速，在0-25m/s范围内取值，vj与vj1的间隔为0.5m/s；

vi——第i个修正后的机舱风速；

h——核窗宽，一般取0.1左右；

Pi——第i个单机功率。

4

GB/TXXXXX—XXXX

附录B

（资料性附录）

风电机组理论功率曲线校正方法

B.1空气密度

空气密度可根据实测气温及气压计算得到（式（B-1）），平均空气密度可根据逐5min空气密度平

均得到（式（B-2））：

B5min

5min（B-1）

R