基于分位数回归的超短期风功率预测

风速 曲线的趋 势与功 率 曲线的趋 势相 较于 温度 曲线
稳健 ； 而 且分 位数 回归 对误 差项 并不 要求很 强 的假设条 与 功率 曲线的趋 势更 为相似 ，因此可初 步认 为风速 与功
件 ，因此对 于 非正 态分 布而言 ，分 位数 回归系 数估计 量 率 的相 关度更 高 ，对 功率 的影 响更 大 ；而相对 于风速 来
３ 算例仿真
以某 风 电场 ２ ０ １ ６年 ３月 １ ５日至 ２ ０ １ ６年 ４月 ３ ０日
重要 的作 用 。本文运 用分 位数 回归 的方法 ，通过对 历 史 的 风速 、温度 和 功率 每 １ ０ ｍｉ ｎ所采 集 的数 据为样 本 ， 数 据 的分析 和建 模得 到风 功率模 型 ，通过模 型进 而预测 建立基 于分位 数 回归 的风速与 风功率 数学模 型 ，并 以该 未 来期 间 风速和 功率 并进行检 验 。 模 型对 未来 ４ ｈ的功率进行 预测 。
关键 词 ： 分位数 回归； 风速 ； 风 功率预测 ； Ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｇ
中图分 类号 ： Ｔ Ｍ ７ ２ ７
文献标志码 ： Ｂ
文 章 编号 ： １ ０ ０ ３ — ０ ６ ６ ｚ （ ２ ｏ ￣ ７ ） ０ ８ － ０ ０ ５ ５ － ０ ２
风 能是一 种 清洁 的可再 生 能源 ， 由于 其资 源丰 富、
则 更加 稳健 。 最４ ＂ ， Ｚ － 乘估 计 假定 解释 变量 只能 影响被 解释变 量 的 条 件分 布的 均值 位置 。而分 位数 回归 估计 能精确地 描述
说 ，温度与 功率 的相关度 较低 ，对功率 的影 响较小 。
对此情 况 ， 进 一步对三个变 量之 间的关系进行分 析。 对 数 据预处 理 ，通 过对 三个 变量 间相 关性 的计算 和 如 表 １ 所 示 ， 风 速 相 对 于 功 率 的 相 关 系 数 为
０ ． ８ ７ ４ ８ ６ ６ ，接近 于 完全 正相 关 １ ，相 关 性 较 高 ， 即 风 速
解释 变量 对 于被解 释变 量 的变化 范 围以及条 件分布 形状 比较分 析 ， 得 到更为 准确 的风速 、 温度和 功率 间的关 系。 的 影响 ，能够 更加 全面 地描 述被解 释变 量条 件分布 的全 貌 ，而 不是 仅 仅分 析 被解 释 变 量 的条 件期 望 （ 均值 ） ，
较 ，有 许多 优点 。
命 名的三 组时 间序 列 。 在 正 式 建 模 之 前 ，分 别 绘 制 三 组变 量 的动 态 曲线
当数据 出 现尖峰 或厚 尾 的分布 、存在 显著 的异方 差
非常 差 。分位 数 回归系 数估计 结果 比最小 二乘法 估计 更
等情 况 ，最小 二 乘估计 将不再 具有 优 良性质 ，且稳健 性 图 ， 应用 绘制动态 曲线的方法大致估 计变量之 间的关系 。
功率 的相关系数为 ０ ． ０ ０ ９ ４ ９ ６ ，相关性较低，可认为温 度对功率影响较小甚至几乎不影响。
ｌ翟 ｌ拳
对三个序列进行相关性分析，风速的Ｐ 值为 Ｉ善
０ ． ０ ０ ０ ０ ，因此，风速与功率的相关性非常显著，作为影 Ｉ晕
响 功 率 的 主 要因 素 分 析 。 温 度 的Ｐ 值 为０ ． ４ ３ ４ ７ ＞ ０ ． ０ ５ ， Ｉ Ｉ呈
摘要 ： 风 电并入 电网时 ．风 的波动性和 随机性会对 电 网的稳定运行 带来不利 的影响。通过 分位数 回归对 风 电场发 电功率进行预 测，可 以尽 量提 前避免 由于风 力波动对 电网造成 的不利 影响。运用 Ｅ ｖ ｉ ｅ ｗ ｓ 软件对 历 史风速和风功率数据进行分析 、建模和预 测，实现 了较好 的预测 效果 。
数 主要取 决于 风轮 叶片的 气动和机 构设 计及 制造工 艺水 与 空气密 度和 风速有 关 。而空气密 度 的主要 影响 因素是
转 化 效率 高 、产业 化基础 好 、经济 优势 明显 、环 境影 响 平 。因此 ，对于 某一 现实存在 的 风机而 言 ，输 出功 率只
小 等优 点 ，具备 大规模 开 发的 条件 ； 就 目前发展 形 势 ，
位数等 。
也可 以分析 解释 变量பைடு நூலகம்如何 影 响被解 释变 量的 中位数 、分 对 功率 的影 响大 ，是 影响功 率 的主要 因素 ； 温度 相对于
２ 风 机 运 行 特 性
风能 利用 系数 越大 ，表 示风 机的效 率越 高 ，即风机 对 风能 的利 用率 越高 。对实 际 的风机来 说 ，风能 利用系
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ３ ８ ８ ２ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｎ ｃ ｄ ｑ ｈ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ８ ． ０ ２ ２
ｌ ！ ！ ！ 竺
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测
马 嘉 ，郭 丹 ，毛 文 雯 ，师 源 ，张亚 花
（ 沈 阳农业 大 学 ，辽 宁 沈 阳 １ １ ０ ８ ６ ６ ）
风 能的开 发利 用 已成为 我国最 为重 要的 可再生 能源发展 温度 和海 拔 ，参 与 并网发 电的风机 的位 置和结 构设 计 已 方向 ” 】 。但 是 由于 风能 的发 电具有 波动性 强 、随机性 大 经 固定 ，所 以 ，风 功率 主要与 温度和 风速相 关。 等特 点 ，大规 模接 入风 电对 电网运 行产生 的不 利影 响也 较为 明显 。 因此 ，根据历 史数 据预 测未来 一段 时间 内的 风速 和风 功率变 化对 于保 证 电网的运 行稳 定性有着 至 关
３ ． １ 数据 预处理
１ 分 位 数 回 归优 点
首 先 ，将所 采集 的风速 、温度 和功 率三 组数据 分别
分 位 数 回 归 估 计 与 经 典 模 型 的 最 小 二 乘 估 计 相 比 建 立 以风速 （ Ｗｉ ｎ ｄ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ） 、 温度 （ Ｔ ｅ ｍｐ ） 和功率 （ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ ）