一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了屬于風(fēng)電場(chǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法。該預(yù)測(cè)方法為：1）采集指定區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)所需數(shù)據(jù)；2）根據(jù)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率之間的相關(guān)性將風(fēng)電場(chǎng)分組；3）選定每組代表風(fēng)電場(chǎng)建立實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)塔；4）根據(jù)風(fēng)向頻率分布劃分風(fēng)向扇區(qū)，建立代表各個(gè)扇區(qū)的風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)模型，計(jì)算出每個(gè)扇區(qū)內(nèi)代表風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)結(jié)果；5）建立外推模型，由代表風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)結(jié)果推算非代表風(fēng)電場(chǎng)短期輸出功率。本發(fā)明中采用相關(guān)性分組建模和分扇區(qū)建模代替單一預(yù)測(cè)模型，降低建模時(shí)間；采用外推預(yù)測(cè)方法外推出非代表風(fēng)電場(chǎng)短期輸出功率，避免相似類(lèi)型風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)重復(fù)計(jì)算，大幅度提高預(yù)測(cè)效率，有利于電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)度。
【專利說(shuō)明】—種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于風(fēng)電場(chǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]分散式風(fēng)電是指位于用電負(fù)荷中心附近，不以大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸送電力為目的，所產(chǎn)生的電力就近接入電網(wǎng)，并在當(dāng)?shù)叵{的風(fēng)電項(xiàng)目。2011年底，國(guó)家能源局下發(fā)了《分散式接入風(fēng)電項(xiàng)目開(kāi)發(fā)建設(shè)指導(dǎo)意見(jiàn)》(國(guó)能新能【2011】374號(hào))，清晰表明了國(guó)家鼓勵(lì)風(fēng)電分散式開(kāi)發(fā)的態(tài)度。分散式風(fēng)電接入電網(wǎng)運(yùn)行將成為后續(xù)風(fēng)電接入的另一種主流接入方式。
[0003]在偏遠(yuǎn)的負(fù)荷突然增長(zhǎng)地區(qū)，就地安裝分散式風(fēng)電可以避免大量的輸配電設(shè)備擴(kuò)容費(fèi)用；對(duì)于用電壓力大的負(fù)荷中心區(qū)域，可以緩解用電壓力，延緩電網(wǎng)的擴(kuò)建或者改建，節(jié)約輸配電線路的投資；通過(guò)合理優(yōu)化分散式風(fēng)電的接入位置和接入容量，可以明顯降低電網(wǎng)線路損耗,改善電網(wǎng)末端的電能質(zhì)量；相對(duì)于大規(guī)模集中式風(fēng)電開(kāi)發(fā)模式,分散式風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)的影響較小。
[0004]現(xiàn)有風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法主要針對(duì)大規(guī)模集中式風(fēng)電場(chǎng)，鮮有針對(duì)分散式風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)方法。隨著分散式風(fēng)電接入電網(wǎng)配額大幅度提升，以及國(guó)家對(duì)分散式風(fēng)電集中開(kāi)展功率預(yù)測(cè)工作的鼓勵(lì)，迫切需要建立一種適用于復(fù)雜地形、計(jì)算高效、準(zhǔn)確度高的用于分散式風(fēng)電場(chǎng)的短期功率預(yù)測(cè)方法。目前現(xiàn)有方法存在如下問(wèn)題:
[0005]I)現(xiàn)有方法多采用測(cè)風(fēng)塔處NWP結(jié)果映射整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)出力，在風(fēng)電場(chǎng)地域遼闊、地形復(fù)雜或風(fēng)電機(jī)組分布較為分散的情況下，測(cè)風(fēng)塔位置的代表性降低，影響預(yù)測(cè)精度。
[0006]2)現(xiàn)多采用單一模型，無(wú)法適用于情況較為復(fù)雜的地區(qū)。例如，氣候、地形、尾流、機(jī)組類(lèi)型等因素均對(duì)風(fēng)電場(chǎng)出力特性影響很大，單一模型無(wú)法涵蓋各種因素的影響，導(dǎo)致預(yù)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性較低。
[0007]3)計(jì)算效率亟待進(jìn)一步提高，以滿足實(shí)時(shí)調(diào)度的需求。NWP (數(shù)值天氣預(yù)報(bào))計(jì)算和CFD計(jì)算較為耗時(shí)，且模型建立具有難度，對(duì)人員及設(shè)備要求高。尤其針對(duì)情況復(fù)雜的分散式風(fēng)電場(chǎng)，效率與精度的矛盾更為突顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，該預(yù)測(cè)方法的具體步驟為:
[0009]步驟I):采集指定區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)所需數(shù)據(jù)；
[0010]步驟2):根據(jù)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率之間的相關(guān)性將區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)分組；
[0011]步驟3):依據(jù)風(fēng)電場(chǎng)天氣和地形特點(diǎn)選定每組代表風(fēng)電場(chǎng)，并在代表風(fēng)電場(chǎng)建立實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)塔；
[0012]步驟4):根據(jù)風(fēng)向頻率分布劃分風(fēng)向扇區(qū)，建立代表風(fēng)電場(chǎng)各個(gè)扇區(qū)的風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)模型，計(jì)算出每個(gè)扇區(qū)內(nèi)代表風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)結(jié)果；
`[0013]步驟5):根據(jù)代表風(fēng)電場(chǎng)輸出功率與同組其他風(fēng)電場(chǎng)輸出功率關(guān)系建立外推模型，由代表風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)結(jié)果推算預(yù)測(cè)非代表風(fēng)電場(chǎng)短期輸出功率。
[0014]所述步驟I)中所需數(shù)據(jù)包括:風(fēng)電場(chǎng)輸出功率、風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)地形信息、機(jī)組坐標(biāo)和海拔信息。
[0015]所述步驟2)的具體步驟為:
[0016]21)根據(jù)步驟I)中提取的風(fēng)電場(chǎng)輸出功率數(shù)據(jù)，計(jì)算指定區(qū)域內(nèi)各風(fēng)電場(chǎng)之間的相關(guān)性
【權(quán)利要求】
1.一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，該預(yù)測(cè)方法的具體步驟為: 步驟I):采集指定區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)所需數(shù)據(jù)； 步驟2):根據(jù)各個(gè)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率之間的相關(guān)性將區(qū)域內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)分組； 步驟3):依據(jù)風(fēng)電場(chǎng)天氣和地形特點(diǎn)選定每組代表風(fēng)電場(chǎng)，并在代表風(fēng)電場(chǎng)建立實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)塔； 步驟4):根據(jù)風(fēng)向頻率分布劃分風(fēng)向扇區(qū)，建立代表風(fēng)電場(chǎng)各個(gè)扇區(qū)的風(fēng)電場(chǎng)功率預(yù)測(cè)模型，計(jì)算出每個(gè)扇區(qū)內(nèi)代表風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)結(jié)果； 步驟5):根據(jù)代表風(fēng)電場(chǎng)輸出功率與同組其他風(fēng)電場(chǎng)輸出功率關(guān)系建立外推模型，由代表風(fēng)電場(chǎng)的功率預(yù)測(cè)結(jié)果推算預(yù)測(cè)非代表風(fēng)電場(chǎng)短期輸出功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟I)中所需數(shù)據(jù)包括:風(fēng)電場(chǎng)輸出功率、風(fēng)電場(chǎng)測(cè)風(fēng)數(shù)據(jù)、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)、風(fēng)電場(chǎng)地形信息、機(jī)組坐標(biāo)和海拔信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟2)的具體步驟為: 21)根據(jù)步驟I)中提取的風(fēng)電場(chǎng)輸出功率數(shù)據(jù)，計(jì)算指定區(qū)域內(nèi)各風(fēng)電場(chǎng)之間的相關(guān)性，公式如下:
Ys UPu ^ PMPyl
JLmii I \I/ \— / rTfCTCT 其中，Pli和P2i分別為兩個(gè)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的時(shí)間序列和具分別為兩個(gè)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率樣本均值表示時(shí)間序列的最大值； 22)以步驟21)所得的功率相關(guān)性結(jié)果作為分組模型的輸入?yún)⒘浚瑢⑾嚓P(guān)性高于設(shè)定值的風(fēng)電場(chǎng)分為一組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3)的具體步驟為: 31)考慮對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的影響因素，為步驟2)中劃分的各組風(fēng)電場(chǎng)選定代表性因素； 32)根據(jù)步驟31)選定的代表性因素，為步驟2)中劃分的各組風(fēng)電場(chǎng)選擇各自的代表風(fēng)電場(chǎng)； 33)在代表風(fēng)電場(chǎng)樹(shù)立實(shí)時(shí)測(cè)風(fēng)塔，為后續(xù)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的修正、預(yù)測(cè)模型調(diào)整及超短期預(yù)測(cè)提供原始數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟31)中影響因素包括主導(dǎo)風(fēng)向、海拔位置、地形，若風(fēng)電場(chǎng)位于空曠地帶，選取主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)榇硇砸蛩兀蝗麸L(fēng)電場(chǎng)地形復(fù)雜，或易受到其他風(fēng)電場(chǎng)尾流影響，選取海拔位置為代表性因素。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟32)中當(dāng)代表性因素為主導(dǎo)風(fēng)向時(shí)，選取在主導(dǎo)風(fēng)向上的風(fēng)電場(chǎng)為代表風(fēng)電場(chǎng)；當(dāng)代表性因素為海拔時(shí)，選取海拔最高的風(fēng)電場(chǎng)為代表風(fēng)電場(chǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟4)的具體步驟為: 41)根據(jù)風(fēng)向頻率分布，將風(fēng)向平均劃分為m個(gè)扇區(qū)；其中，主導(dǎo)風(fēng)向越明顯則m越小，反之m越大； 42)分別為m個(gè)扇區(qū)建立代表風(fēng)電場(chǎng)功率的預(yù)測(cè)模型，每個(gè)扇區(qū)采用不同的統(tǒng)計(jì)算法訓(xùn)練建模。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟42)中的預(yù)測(cè)模型以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)作為模型輸入，同期的風(fēng)電場(chǎng)輸出功率為訓(xùn)練目標(biāo)；在測(cè)試階段，根據(jù)預(yù)測(cè)均方根誤差確定每個(gè)扇區(qū)最合適的預(yù)測(cè)模型。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟5)的具體步驟為: 51)米用智能算法建立代表風(fēng)電場(chǎng)與非代表風(fēng)電場(chǎng)之間輸出功率的外推模型； 52)結(jié)合步驟4)中的代表風(fēng)電場(chǎng)短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果，和步驟51)中得到的外推模型，計(jì)算非代表性風(fēng)電場(chǎng)短期功率預(yù)測(cè)結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于分散式風(fēng)電的短期功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟51)中智能算法包括:BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或支持向量機(jī)。
【文檔編號(hào)】G06Q10/04GK103745274SQ201410007533
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】潘華, 桂軍國(guó), 韓爽, 閻潔, 高琳越 申請(qǐng)人:貴州電力試驗(yàn)研究院, 華北電力大學(xué)