本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電，具體為一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置與預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)電場(chǎng)所發(fā)功率是由風(fēng)機(jī)的氣動(dòng)、傳動(dòng)和控制部分共同決定的；長(zhǎng)期預(yù)測(cè)這類功率依賴于技術(shù)復(fù)雜的發(fā)電預(yù)測(cè)模型，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和天氣預(yù)報(bào)服務(wù)提供的信息來(lái)進(jìn)行計(jì)算；在可控制和可預(yù)測(cè)的限度內(nèi)，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)可以具有很大的可靠性；風(fēng)能發(fā)電具有間歇性、波動(dòng)性和不確定等特性；隨著風(fēng)電場(chǎng)數(shù)量的增加和裝機(jī)容量的不斷增長(zhǎng)，對(duì)輸電系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成了很大的影響；因?yàn)殡娔苜|(zhì)量不好，風(fēng)電場(chǎng)接入點(diǎn)必須有足夠大的調(diào)頻調(diào)壓能力；風(fēng)電功率預(yù)測(cè)具有很好的提前時(shí)間，可以用來(lái)作為系統(tǒng)調(diào)度的依據(jù)，提高系統(tǒng)效率，并降低傳統(tǒng)能源的備用容量，節(jié)約調(diào)度運(yùn)行成本；

2、風(fēng)電功率實(shí)際值與風(fēng)機(jī)功率預(yù)測(cè)值之間的差異被稱為預(yù)測(cè)誤差；當(dāng)前風(fēng)場(chǎng)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的方法主要有以下兩種：1、基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，根據(jù)預(yù)測(cè)功率和實(shí)際功率，預(yù)測(cè)模型對(duì)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行修正；2、基于歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)；上述方法沒(méi)有考慮發(fā)電場(chǎng)歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的周期特性；但是，如果考慮實(shí)際功率的周期特性，可以大大提高預(yù)測(cè)精度；此外，風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模型可以只考慮風(fēng)電發(fā)電的歷史數(shù)據(jù)，也可以考慮傳統(tǒng)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的影響，還可以使用發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)測(cè)量值直接預(yù)測(cè)；在單一預(yù)測(cè)模型中，預(yù)測(cè)效果具有一定的不確定性；在使用多種模型進(jìn)行多模型融合預(yù)測(cè)時(shí)，使用單獨(dú)的線性聚合模型會(huì)導(dǎo)致趨勢(shì)預(yù)測(cè)的過(guò)渡敏感；因此，需要研究一種新型的方法來(lái)減少參數(shù)不確定度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置與預(yù)測(cè)方法，主要目的在于解決多源預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)時(shí)間延時(shí)、精度的調(diào)整等問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面，提供一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，包括：

3、數(shù)據(jù)獲取模塊，用于從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取基礎(chǔ)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型、高級(jí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型以及直接預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型；

4、風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模塊，包括基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊、高級(jí)預(yù)測(cè)模塊和直接預(yù)測(cè)模塊，接收數(shù)據(jù)獲取模塊輸出的基礎(chǔ)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型、高級(jí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型以及直接預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型；

5、基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊，所述基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊從獲取的基礎(chǔ)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型中進(jìn)行風(fēng)電功率預(yù)測(cè)，輸出基礎(chǔ)預(yù)測(cè)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值；

6、高級(jí)預(yù)測(cè)模塊，根據(jù)獲取的高級(jí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型，使用時(shí)間序列法預(yù)測(cè)未來(lái)一整年的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值；

7、直接預(yù)測(cè)模塊，接收下一時(shí)刻數(shù)值天氣預(yù)報(bào)或風(fēng)機(jī)直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值；

8、風(fēng)電功率優(yōu)化模塊，用于生成短期預(yù)測(cè)融合數(shù)值以及長(zhǎng)期預(yù)測(cè)融合數(shù)值，其中所述短期預(yù)測(cè)融合數(shù)值融合于所述直接預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值和所述基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值；所述長(zhǎng)期預(yù)測(cè)融合數(shù)值融合于所述基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值和所述高級(jí)預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值。

9、在一種可行的實(shí)施方式中，所述基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊采用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)法預(yù)測(cè)風(fēng)電功率，具體步驟為：基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊獲取用于風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的歷史風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)和風(fēng)電功率數(shù)據(jù)，同時(shí)獲取數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的未來(lái)的風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)；根據(jù)歷史風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的未來(lái)風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)計(jì)算未來(lái)風(fēng)電功率值；使用統(tǒng)計(jì)方法優(yōu)化融合兩部分功率，輸出數(shù)值天氣預(yù)報(bào)法預(yù)測(cè)風(fēng)電功率。

10、在一種可行的實(shí)施方式中，所述基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊采用風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)法預(yù)測(cè)風(fēng)電功率，具體步驟為：基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊獲取風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置采集風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間的風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)、機(jī)組參數(shù)和風(fēng)電功率數(shù)據(jù)；根據(jù)歷史風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)數(shù)據(jù)、機(jī)組參數(shù)建立風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)功率的模型；利用風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)功率模型和風(fēng)機(jī)運(yùn)行期間的風(fēng)機(jī)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算未來(lái)風(fēng)電功率值；使用統(tǒng)計(jì)方法優(yōu)化融合兩部分功率，輸出為風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)法預(yù)測(cè)風(fēng)電功率。

11、在一種可行的實(shí)施方式中，所述高級(jí)預(yù)測(cè)模塊采用時(shí)間序列法預(yù)測(cè)風(fēng)電功率，具體步驟為：選取歷史風(fēng)電功率值；利用時(shí)間序列法擬合過(guò)去一段時(shí)間風(fēng)電功率與當(dāng)前風(fēng)電功率的關(guān)系預(yù)測(cè)未來(lái)風(fēng)電功率。

12、在一種可行的實(shí)施方式中，所述直接預(yù)測(cè)模塊的具體預(yù)測(cè)步驟為：接收下一時(shí)刻數(shù)值天氣預(yù)報(bào)或風(fēng)機(jī)直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)024h的風(fēng)電功率；計(jì)算得到預(yù)測(cè)功率。

13、在一種可行的實(shí)施方式中，所述風(fēng)電功率優(yōu)化模塊的優(yōu)化融合風(fēng)電功率的具體步驟為：對(duì)0-1小時(shí)內(nèi)的短期預(yù)測(cè)，優(yōu)先使用直接預(yù)測(cè)模塊的預(yù)測(cè)結(jié)果，并結(jié)合基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊的預(yù)測(cè)值，通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化融合，生成短期預(yù)測(cè)融合數(shù)值；對(duì)1小時(shí)至一年期間的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)，將基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊和高級(jí)預(yù)測(cè)模塊的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行融合，尤其是融合數(shù)值天氣預(yù)報(bào)法與風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)法的預(yù)測(cè)值，并結(jié)合時(shí)間序列法預(yù)測(cè)結(jié)果，生成長(zhǎng)期預(yù)測(cè)融合數(shù)值。

14、本申請(qǐng)?jiān)诘诙矫孢€提供了一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法，應(yīng)用于如第一方面所述的多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，該方法包括以下步驟：從數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取基礎(chǔ)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型、高級(jí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型以及直接預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型；利用基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊對(duì)獲取的基礎(chǔ)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型進(jìn)行風(fēng)電功率預(yù)測(cè)，輸出基礎(chǔ)預(yù)測(cè)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值；使用高級(jí)預(yù)測(cè)模塊，根據(jù)獲取的高級(jí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型，通過(guò)時(shí)間序列法預(yù)測(cè)未來(lái)一整年的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值；通過(guò)直接預(yù)測(cè)模塊，接收下一時(shí)刻的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)或風(fēng)機(jī)直接監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值；在風(fēng)電功率優(yōu)化模塊中融合直接預(yù)測(cè)模塊與基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值，生成短期預(yù)測(cè)融合數(shù)值；在風(fēng)電功率優(yōu)化模塊中融合基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊與高級(jí)預(yù)測(cè)模塊預(yù)測(cè)的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)值，生成長(zhǎng)期預(yù)測(cè)融合數(shù)值。

15、有益效果

16、本發(fā)明的多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，通過(guò)融合多種數(shù)據(jù)類型和預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)電功率的精準(zhǔn)預(yù)測(cè)，具備顯著的有益效果；裝置中的數(shù)據(jù)獲取模塊能夠同時(shí)處理歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以及長(zhǎng)期氣象預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，利用廣泛的數(shù)據(jù)來(lái)源，增強(qiáng)預(yù)測(cè)的多樣性和可靠性；通過(guò)基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊、高級(jí)預(yù)測(cè)模塊和直接預(yù)測(cè)模塊的分工協(xié)作，裝置能夠分別對(duì)短期和長(zhǎng)期的風(fēng)電功率進(jìn)行細(xì)化預(yù)測(cè)，覆蓋了不同時(shí)間尺度的需求；此外，風(fēng)電功率優(yōu)化模塊通過(guò)統(tǒng)計(jì)方法將各預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行融合，生成更加準(zhǔn)確的功率預(yù)測(cè)值，有效減少了單一模型預(yù)測(cè)帶來(lái)的偏差，提高了預(yù)測(cè)的精度和穩(wěn)定性，特別是在面對(duì)實(shí)時(shí)氣象變化和風(fēng)機(jī)狀態(tài)波動(dòng)時(shí)，短期預(yù)測(cè)更加靈活應(yīng)對(duì)；而長(zhǎng)期預(yù)測(cè)則能夠捕捉季節(jié)性和趨勢(shì)性變化，為電力調(diào)度和風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)規(guī)劃提供了可靠的支持；因此，該裝置不僅提升了風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的精度和時(shí)效性，還能夠更好地滿足風(fēng)電場(chǎng)對(duì)短期和長(zhǎng)期預(yù)測(cè)的不同需求，優(yōu)化了風(fēng)能資源的利用效率。

技術(shù)特征：

1.一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊采用數(shù)值天氣預(yù)報(bào)法預(yù)測(cè)風(fēng)電功率，具體步驟為：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊采用風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)法預(yù)測(cè)風(fēng)電功率，具體步驟為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述高級(jí)預(yù)測(cè)模塊采用時(shí)間序列法預(yù)測(cè)風(fēng)電功率，具體步驟為：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述直接預(yù)測(cè)模塊的具體預(yù)測(cè)步驟為：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，所述風(fēng)電功率優(yōu)化模塊的優(yōu)化融合風(fēng)電功率的具體步驟為：

7.一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利1-6任一項(xiàng)所述的多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置，該方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置及方法，其中多源數(shù)據(jù)融合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)裝置包括：數(shù)據(jù)獲取模塊、風(fēng)電功率預(yù)測(cè)模塊，包括基礎(chǔ)預(yù)測(cè)模塊、高級(jí)預(yù)測(cè)模塊和直接預(yù)測(cè)模塊，接收數(shù)據(jù)獲取模塊輸出的基礎(chǔ)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型、高級(jí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型以及直接預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)類型；風(fēng)電功率優(yōu)化模塊，用于生成短期預(yù)測(cè)融合數(shù)值以及長(zhǎng)期預(yù)測(cè)融合數(shù)值。本發(fā)明主要目的在于解決多源預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)時(shí)間延時(shí)、精度的調(diào)整問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：李敖,冉華軍,王新權(quán),李林蔚,陳宇諾
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三峽大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6