風(fēng)速風(fēng)功率短期預(yù)測研究.pdf

1、隨著低碳經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，風(fēng)能作為一種清潔環(huán)保的可再生能源，資源豐富，且無需開采與運(yùn)輸，是一種最有開發(fā)前途的新能源。風(fēng)力發(fā)電是現(xiàn)今發(fā)展最快和最成熟的可再生能源發(fā)電技術(shù)之一，具有大規(guī)模商業(yè)開發(fā)的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件，同時(shí)也具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。然而，隨著風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展，風(fēng)電裝機(jī)容量也迅猛發(fā)展，電網(wǎng)中風(fēng)電所占的比例不斷增加，風(fēng)能所固有的間歇性和波動(dòng)性將會(huì)對電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量和安全穩(wěn)定性能帶來非常嚴(yán)重的威脅。為了解決大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)對電

2、力系統(tǒng)的沖擊問題，提出了對短期風(fēng)電功率進(jìn)行有效預(yù)測。如果能準(zhǔn)確的預(yù)測風(fēng)電場的輸出功率，將有利于電力調(diào)度部門及時(shí)調(diào)整總體調(diào)度計(jì)劃，合理配置風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的出力，節(jié)約常規(guī)能源發(fā)電。
　　本文采用物理預(yù)測模型，將課題分為兩個(gè)部分來完成，即風(fēng)速的預(yù)測和風(fēng)功率的預(yù)測，風(fēng)功率的預(yù)測是在風(fēng)速預(yù)測的基礎(chǔ)上完成的。首先采用的是WRF模式對風(fēng)速進(jìn)行預(yù)測，在分析研究了WRF模式的框架和流程之后，運(yùn)用該模式對山東省安城風(fēng)場某一天的風(fēng)速分別進(jìn)行提前12h和提

3、前24h的預(yù)測。在此基礎(chǔ)對不同物理過程方案在不同時(shí)間間隔下的輸出結(jié)果和不同嵌套模式下的輸出結(jié)果進(jìn)行比較，通過誤差計(jì)算對風(fēng)速預(yù)測的結(jié)果進(jìn)行分析。經(jīng)研究得出，15min時(shí)間間隔的輸出結(jié)果可以滿足預(yù)測要求，針對不同預(yù)測時(shí)效可采用適合風(fēng)場的不同組合物理方案進(jìn)行預(yù)測以得到較高精度，而適合風(fēng)場的高分辨率的單層模式也可得到較好預(yù)測結(jié)果。
　　其次對功率預(yù)測采用了兩種方法——線性方法和非線性方法，線性方法是指通過建立功率曲線的方法進(jìn)行功率預(yù)測，非

4、線性方法是指采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法進(jìn)行功率預(yù)測。建立功率曲線主要有直接法、比恩法、最大值法、最大概率法和冪函數(shù)擬合法，由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)有切入切出風(fēng)速，因此對于不同的風(fēng)速等級，各種方法有不同的建立標(biāo)準(zhǔn)，最后通過這些方法建立的風(fēng)速與功率關(guān)系曲線可以由預(yù)測風(fēng)速得到相對應(yīng)的預(yù)測功率。在分析了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和流程之后，對使用最廣泛的三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了研究，將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化后，構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型進(jìn)行短期預(yù)測。然后對由上述方法得到的預(yù)測功