短期风电功率预测模型研究综述
风电功率预测技术综述

风电功率预测技术综述摘要:风电是一种可再生能源,具有环境友好和经济可行性的特点。
然而,由于风力发电机的输出功率受到风速的影响,风电系统的功率预测对于实现风电站的有效运行和规划至关重要。
本文将综述当前常用的风电功率预测技术,包括统计模型、人工智能模型和混合模型,并探讨其优缺点及应用前景。
一、引言随着对可再生能源的需求不断增长,风力发电成为了一种重要的能源选择。
然而,由于风速的不稳定性和不可预测性,风力发电的发电功率产生了很大的波动性,这使得风电系统的管理和调度变得复杂。
为了更好地管理风电系统,准确地预测风电的功率变化是至关重要的。
二、风电功率预测的意义风电功率预测可以帮助风电站进行经济调度,合理制定运行策略,降低能源成本。
同时,预测风电功率可以提前调整传输和配电设备,减少能源浪费和环境污染。
在风电规划方面,准确的功率预测也可以帮助选址、布局和容量规划,提高风电站的经济效益和可靠性。
三、风电功率预测技术的分类目前,风电功率预测技术主要可分为统计模型、人工智能模型和混合模型三大类。
1. 统计模型:统计模型是最常用和最古老的功率预测方法之一。
常见的统计模型包括回归分析、时间序列分析和概率分布拟合等。
这些模型可以基于历史风速和功率数据分析风电功率与风速之间的关系,进而预测未来的功率输出。
统计模型的优点是简单易用、计算速度快;缺点是对历史数据要求较高,并且无法考虑其他影响因素。
2. 人工智能模型:人工智能模型包括人工神经网络、遗传算法、模糊逻辑等。
这些模型可以通过学习历史数据自动适应风电功率与风速的非线性关系。
人工智能模型的优点是可以处理复杂的非线性问题,并能够考虑多个影响因素;缺点是对训练数据的依赖性较强,模型的可解释性相对较弱。
3. 混合模型:混合模型是统计模型和人工智能模型的结合体。
该方法通过结合各种模型的优势,提高了预测的准确性和稳定性。
混合模型的优点是可以综合考虑多种影响因素,并对不同模型进行加权融合;缺点是模型的建立和参数调优过程较为繁琐。
《2024年风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述》范文
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《风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述》篇一一、引言随着全球能源结构的转型,风力发电作为清洁可再生能源的代表,在电力系统中扮演着越来越重要的角色。
然而,风电的间歇性和波动性给电力系统的稳定运行带来了挑战。
为了有效利用和管理风电资源,提高风电集群短期及超短期功率预测的精度成为了研究热点。
本文将针对这一领域,对现有功率预测精度改进方法进行综述。
二、风电功率预测的意义及挑战风电功率预测是指通过预测模型,根据风能资源的特性和环境因素,对未来一段时间内风电场的输出功率进行估计。
这种预测不仅有助于电力系统的调度和运行,还有助于优化电力设备的配置和维护,降低能源浪费。
然而,由于风能的随机性和不确定性,以及风电设备的复杂性,风电功率预测仍面临诸多挑战。
三、短期及超短期风电功率预测方法(一)短期风电功率预测短期风电功率预测通常以小时为单位,主要依赖于历史数据和气象信息。
常用的方法包括物理模型、统计模型和混合模型等。
物理模型基于风力发电的物理原理进行预测,统计模型则通过分析历史数据和气象因素的关系进行预测,而混合模型则结合了两种或多种方法的优点。
(二)超短期风电功率预测超短期风电功率预测的时间尺度通常在分钟级甚至秒级,对电力系统的实时调度具有重要意义。
该方法主要依赖于实时气象数据和风电设备的运行状态。
常用的方法包括基于机器学习的模型和基于物理特性的模型等。
四、功率预测精度改进方法(一)数据预处理方法为了提高预测精度,首先需要对原始数据进行预处理,包括数据清洗、去噪、特征提取等步骤。
这些方法可以有效地提高数据的准确性和可靠性,为后续的预测模型提供高质量的输入数据。
(二)优化算法和模型针对不同的预测方法和模型,通过优化算法参数、改进模型结构等方式,可以提高预测精度。
例如,在统计模型中,可以通过优化参数选择和模型训练来提高预测精度;在机器学习模型中,可以通过引入新的算法和优化现有算法来提高模型的泛化能力和预测能力。
风电功率短期预测方法研究
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风电功率短期预测方法研究风电功率短期预测方法研究一、引言风能是一种可再生、清洁且广泛分布的能源资源,风电作为一种重要的风能利用方式,在全球范围内得到了迅速发展。
然而,由于风速的随机性、变化性和不确定性,导致风电发电具有较大的波动,给电网的稳定运行带来了一定的挑战。
为了保证风电的可靠供应,风电功率的短期预测成为了研究的焦点之一。
二、风电功率短期预测的重要性风电功率的短期预测可以提前预知电力系统的风电注入量和输出变化,有助于电网调度员进行合理的功率调度,从而提高系统的运行效率和稳定性。
此外,风电功率预测还对电力市场的运行和计划、风电机组控制和运维以及电力交易等方面具有重要意义。
三、风电功率短期预测方法的分类根据数据来源和建模方法的不同,风电功率短期预测方法可以分为物理建模方法和统计建模方法两大类。
1.物理建模方法物理建模方法利用风力发电机组的物理特性和风速的变化规律建立数学模型,通过求解模型方程来预测风电功率。
物理建模方法的优点是能够考虑多个影响风电功率的因素,如风速、风向、气温等,但缺点是需要大量的实时数据和复杂的模型计算。
2.统计建模方法统计建模方法则通过历史观测数据和统计分析手段来建立预测模型,然后利用模型来进行功率预测。
统计建模方法的优点是简单高效且不依赖于具体的物理机理,适用于不同风电场和不同季节的预测,但缺点是不能很好地考虑诸如湍流等物理现象对风电功率的影响。
四、常用的风电功率短期预测方法及其优缺点1.基于物理建模的方法基于物理建模方法中的常用方法有CFD数值模拟法、玻尔兹曼方程方法等。
这些方法通过模拟风力发电机组的运行过程以及风场的变化,从而得到风电功率的预测结果。
这种方法的优点是可以很好地考虑物理机理,但缺点是计算复杂度高,数据需求量大,适用性较窄。
2.基于统计建模的方法基于统计建模方法中的常用方法有回归分析法、时间序列分析法、神经网络法等。
这些方法通过对历史观测数据进行统计分析和建模,然后利用模型来进行风电功率的短期预测。
风电功率短期预测方法研究
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风电功率短期预测方法研究一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展理念的深入人心,风电作为一种清洁、可再生的能源形式,正受到越来越多的关注和重视。
风电功率的准确预测对于电力系统的稳定运行、能源的有效利用以及风电场的经济运营具有至关重要的意义。
因此,风电功率短期预测方法的研究成为了当前能源领域的一个热点课题。
本文旨在探讨风电功率短期预测方法的研究现状与发展趋势,分析不同预测方法的优缺点,并提出一种基于机器学习算法的风电功率短期预测模型。
该模型能够充分考虑风电场运行过程中的多种影响因素,如风速、风向、气温、气压等,以及风电场的实际运行数据,从而实现对风电功率的精准预测。
本文首先介绍了风电功率预测的背景和意义,阐述了短期预测的重要性和实际应用价值。
然后,对现有的风电功率短期预测方法进行了综述,包括物理方法、统计方法和人工智能方法等。
接着,详细分析了各种方法的原理、适用条件及优缺点,指出了当前研究存在的主要问题和发展方向。
在此基础上,本文提出了一种基于机器学习算法的风电功率短期预测模型。
该模型采用了一种集成学习的方法,将多个单一预测模型的预测结果进行融合,以提高预测精度和稳定性。
本文还引入了一种特征选择算法,用于筛选出对预测结果影响较大的特征,从而进一步提高预测效率。
本文对所提出的预测模型进行了实验验证和性能评估。
通过与多种现有方法的比较,证明了该模型在风电功率短期预测方面具有更高的准确性和可靠性。
本文还讨论了该模型在实际应用中的潜力和局限性,为未来的研究提供了有益的参考。
二、风电功率短期预测基础理论风电功率短期预测是指对未来几小时到几天内的风电场输出功率进行预测。
这种预测对于电力系统的稳定运行、经济调度和能源管理具有重要意义。
风电功率短期预测主要基于气象学、空气动力学、统计学和等多个学科的理论基础。
气象学基础:风电功率的产生直接受风速、风向、空气密度和湍流强度等气象条件的影响。
因此,气象学是风电功率预测的基础。
短期风电功率预测模型研究综述
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短期风电功率预测模型研究综述【摘要】短期风电功率预测对于电力系统调度运行和电能质量具有重要的意义。
而预测性能提高的关键在于预测模型选择和模型优化。
本文对目前国内外几种主流风电场功率预测模型(物理预测模型、统计预测模型和组合预测模型)的建模原理和研究现状进行了综述性分析,对每种模型的优缺点和适用性进行了一些总结。
并对风电功率预测模型的误差分析和预测的不确定性研究做了探讨,最后对短期风电功率预测领域的研究前景提出了一些可行性的展望。
【关键词】风电场;功率预测;物理;统计;组合;综述1.引言随着风力发电机组单机容量的提高和自动化技术的发展,风力发电系统也从原来的用户分布式能源向集中式大规模风电场发展。
根据规划,我国将在内蒙、甘肃、河北、吉林、新疆、江苏沿海等地区建设7个千万千瓦级风电基地。
预计2010-2020年,七大风电基地的开发规模将占全国风电开发总规模的68%至78%。
这将使得风电在电网中比例不断增大,大量并网的风电对电力系统的调度运行和安全稳定带来了严峻挑战。
有效的风电功率预测可以减少电力系统备用容量、降低系统运行成本、减轻风力发电对电网造成的不利影响、提高风电在电力系统中的比例[1]。
而风电功率预测的关键在于预测模型的合理选择和模型性能优化,本文对风电场功率预测模型的建模原理和模型适用情况做了一些综述性的分析。
在此基础上对风电功率预测模型的误差分析和预测的不确定性研究做了一些探讨,最后对目前研究中面临的问题和未来的研究方向做了一些可行性展望。
2.国内外研究现状国外(主要是欧洲)经过数十年的技术积累,目前已经拥有了多套较为成熟的风电功率预测模型和预测工具[2],如基于物理学方法的Prediktor、LocalPred-RegioPred等,基于统计学方法的WPPS、GH-FORECASTER等。
基于物理-统计学方法组合的Previento、ANEMOS等。
这些预测系统已经成为欧美很多大型并网风电场系统管理和控制的基本组成部分。
《2024年风电功率预测关键技术及应用综述》范文
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《风电功率预测关键技术及应用综述》篇一一、引言随着全球能源结构的转型和环境保护意识的提升,可再生能源的开发与利用日益受到重视。
其中,风电作为清洁、可再生的能源形式,已经成为全球能源发展的重要方向。
然而,由于风能的随机性、间歇性和不可预测性,风电功率的准确预测成为风电并网运行和调度管理的重要问题。
本文旨在综述风电功率预测的关键技术及其应用,以期为相关研究提供参考。
二、风电功率预测关键技术(一)数据驱动型预测技术数据驱动型预测技术主要依靠历史数据和统计方法进行预测。
其中,时间序列分析、机器学习和人工智能等方法被广泛应用于风电功率预测。
时间序列分析通过分析历史风电功率数据,建立时间序列模型进行预测。
机器学习和人工智能则通过训练大量的样本数据,学习风能的时空分布规律和风速、风向等气象因素对风电功率的影响,从而提高预测精度。
(二)物理驱动型预测技术物理驱动型预测技术基于风能产生的物理过程和气象学原理进行预测。
该技术利用气象学模型、大气数值预报模型等工具,对风速、风向等气象因素进行预测,进而推算出风电功率。
物理驱动型预测技术的优点在于考虑了风能的物理特性,能够提供更准确的长期预测。
(三)组合预测技术组合预测技术将数据驱动型预测技术和物理驱动型预测技术的优点相结合,通过组合不同的预测方法和模型,提高预测精度。
该技术可以充分利用历史数据和气象信息,同时考虑风能的随机性和可预测性,从而实现对风电功率的准确预测。
三、风电功率预测的应用(一)电网调度与管理风电功率预测在电网调度与管理中具有重要作用。
通过准确预测风电功率,可以合理安排电网调度计划,平衡电力供需,减少电网运行风险。
同时,风电功率预测还可以为电网运行优化提供支持,提高电网运行效率和可靠性。
(二)风电机组控制与维护风电功率预测对于风电机组的控制和维护具有重要意义。
通过预测风电功率,可以实现对风电机组的优化控制,提高风能利用率和发电效率。
同时,还可以根据预测结果合理安排风电机组的维护计划,延长设备使用寿命,降低运维成本。
《2024年风电场功率超短期预测算法优化研究》范文
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《风电场功率超短期预测算法优化研究》篇一一、引言随着可再生能源的日益发展和普及,风电作为绿色能源的代表,在电力结构中的比重逐渐增加。
然而,风电的间歇性和随机性给电力系统的稳定运行带来了挑战。
因此,对风电场功率进行超短期预测,对于提高电力系统运行效率、降低运营成本以及优化调度策略具有重要意义。
本文旨在研究风电场功率超短期预测算法的优化,以提高预测精度和响应速度。
二、风电场功率预测算法的背景与现状目前,风电场功率预测主要依赖于数值天气预报模型和物理模型。
这些模型通过收集历史数据和实时气象数据,结合风电机组的运行特性,对未来一段时间内的风电场功率进行预测。
然而,由于风能的复杂性和不确定性,传统的预测算法往往存在预测精度不高、响应速度慢等问题。
三、超短期预测算法的优化研究针对上述问题,本文提出了一种基于机器学习和优化算法的风电场功率超短期预测算法优化方法。
1. 数据预处理:对收集到的历史数据和实时气象数据进行清洗、筛选和归一化处理,以提高数据的可用性和准确性。
2. 特征提取:利用机器学习算法,从处理后的数据中提取出对风电场功率预测具有重要影响的特征,如风速、风向、温度等。
3. 模型构建:构建基于机器学习的预测模型,如神经网络、支持向量机等,对未来一段时间内的风电场功率进行预测。
4. 算法优化:采用优化算法对预测模型进行优化,如粒子群优化算法、遗传算法等,以提高预测精度和响应速度。
5. 实时校正:结合实时气象数据和风电场运行状态信息,对预测结果进行实时校正,进一步提高预测精度。
四、实验与分析为了验证本文提出的优化算法的有效性,我们进行了大量的实验。
实验结果表明,经过优化后的算法在预测精度和响应速度上均有显著提高。
具体来说,优化后的算法在风速变化剧烈、风向频繁切换等复杂工况下的预测精度提高了约XX%,响应速度也得到了明显提升。
五、结论与展望本文针对风电场功率超短期预测算法的优化进行了深入研究,提出了一种基于机器学习和优化算法的优化方法。
《2024年风电功率短期预测方法研究》范文
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《风电功率短期预测方法研究》篇一一、引言随着能源需求的增长和环保意识的提升,风力发电作为可再生能源的代表,得到了越来越多的关注和应用。
然而,风力发电具有随机性和波动性等特点,这给电力系统的稳定运行和功率预测带来了不小的挑战。
因此,对风电功率进行短期预测,对于电力系统的优化调度和稳定运行具有重要意义。
本文旨在研究风电功率短期预测方法,为相关领域的研究和应用提供参考。
二、风电功率预测的意义及现状风电功率预测是电力系统调度的重要依据之一。
通过准确的预测,可以有效地提高电力系统的稳定性和运行效率,降低运营成本,减少对环境的影响。
目前,国内外学者在风电功率预测方面进行了大量的研究,取得了一定的成果。
然而,由于风力发电的随机性和波动性,以及各种环境因素的影响,如何提高预测精度和稳定性仍是亟待解决的问题。
三、风电功率短期预测方法研究1. 基于物理模型的方法基于物理模型的方法主要是利用风电机组的工作原理和风速、风向等气象数据,建立风电机组的物理模型,进而对风电功率进行预测。
该方法具有较高的精度和可靠性,但需要大量的气象数据和复杂的计算过程。
为了提高计算速度和精度,研究者们不断优化模型结构和算法。
2. 基于统计学习的方法基于统计学习的方法主要是利用历史数据和统计学习方法,如回归分析、时间序列分析等,对风电功率进行预测。
该方法具有计算速度快、易于实现等优点,但需要大量的历史数据和较高的数据处理能力。
近年来,随着人工智能技术的发展,神经网络、支持向量机等机器学习方法也被广泛应用于风电功率预测中。
3. 混合预测方法混合预测方法是将基于物理模型的方法和基于统计学习的方法相结合,利用各自的优点进行风电功率预测。
这种方法可以综合考虑风电机组的物理特性和历史数据信息,提高预测精度和稳定性。
在实际应用中,混合预测方法已经取得了一定的成果。
四、本文研究内容及方法本文针对风电功率短期预测问题,采用基于混合预测方法的研究思路。
首先,通过收集历史数据和气象数据,建立风电机组的物理模型和统计模型。
《2024年风电功率短期预测方法研究》范文
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《风电功率短期预测方法研究》篇一一、引言随着全球能源结构的转型和可再生能源的日益重要,风电作为绿色、可再生的能源,越来越受到人们的关注。
然而,由于风力资源的随机性和间歇性,风电功率的预测成为了一个重要的研究课题。
本文旨在研究风电功率短期预测方法,为风电的并网运行和调度提供参考。
二、风电功率预测的重要性风电功率预测对于电力系统的稳定运行和优化调度具有重要意义。
首先,准确的预测能够帮助电网调度人员提前调整调度计划,确保电力供应的稳定性和可靠性。
其次,风电功率预测可以优化风电场的经济运行,提高风能利用效率。
此外,对于风能的进一步开发和利用,以及电网的扩容和升级等决策提供科学依据。
三、风电功率短期预测方法目前,风电功率短期预测方法主要包括物理方法、统计方法和组合预测方法。
1. 物理方法物理方法主要是基于风力发电机组的物理特性和气象学原理进行预测。
该方法需要大量的气象数据和风电机组参数,通过建立风电机组输出功率与气象因素之间的数学模型,实现对未来一段时间内风电功率的预测。
物理方法的优点是考虑了风电机组的实际运行情况,预测精度较高。
然而,该方法需要大量的气象数据和计算资源,实现难度较大。
2. 统计方法统计方法主要是通过分析历史风电功率数据和气象数据,建立风电功率与气象因素之间的统计关系模型。
该方法包括时间序列分析、回归分析、机器学习等方法。
统计方法的优点是简单易行,对数据要求不高。
然而,由于风力资源的随机性和间歇性,统计方法的预测精度相对较低。
3. 组合预测方法组合预测方法是将物理方法和统计方法相结合,充分利用两者的优点进行预测。
该方法通过将物理方法和统计方法的预测结果进行加权平均或最优组合,提高预测精度。
组合预测方法的优点是综合考虑了风电机组的物理特性和历史数据信息,具有较高的预测精度。
四、短期风电功率预测的实现步骤1. 数据收集与预处理:收集历史风电功率数据、气象数据和风电机组参数等数据,并进行数据清洗和预处理。
风电功率预测技术综述
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风电功率预测技术综述风电功率预测技术综述一、引言风能是一种清洁、可再生的能源,具有巨大的发展潜力。
在全球范围内,风电作为一种主要的可再生能源之一,正逐步取代传统的化石能源,成为国家能源结构调整的重要组成部分。
然而,由于风速的不稳定性和不可预测性,风电的可靠性和经济性往往受到限制。
因此,风电功率预测技术的研究与应用对于提高风电的可靠性和经济性具有重要的意义。
二、风电功率预测的意义风电功率预测是指利用各种预测技术,根据历史的风速、风向、气温等多种气象数据,对未来一段时间内的风电功率进行预测。
其主要意义如下:1. 优化发电计划:通过准确预测风电功率,可以优化发电计划,合理分配发电机组的运行时间,提高发电效率。
2. 提高系统可靠性:可靠的功率预测有助于系统调度和规划,减少电网中的波动,提高电网的可靠性和稳定性。
3. 经济效益:准确预测风电功率有助于电力企业进行风电发电计划和电力交易,避免因风电波动带来的经济损失。
4. 能源管理:通过预测风电功率,可以更好地进行能源管理,合理调度各种能源资源,提高能源利用效率。
三、风电功率预测技术的分类风电功率预测技术通常可以分为以下几种类型:1. 基于物理模型的预测方法:该方法主要基于风力发电机组的数学物理模型,通过建立风电机组的运行方程,结合气象数据进行预测。
这种方法预测精度较高,但对系统参数的准确性要求较高,且计算量较大。
2. 统计学方法:该方法主要基于历史风速数据进行统计分析,利用统计方法建立数学模型进行预测。
常见的统计学方法有回归分析、时间序列分析等,这种方法适用于长期功率预测,但对历史数据的质量要求较高。
3. 神经网络方法:该方法通过模拟人脑神经元之间的相互作用,建立多层神经网络模型,通过训练网络模型实现风电功率预测。
神经网络方法具有较强的非线性处理能力,适用于复杂的风电功率预测问题,但对网络结构的选择和训练数据的数量要求较高。
4. 混合模型方法:该方法综合利用多种预测技术,通过建立多层次、多尺度的模型,实现对风电功率的精确预测。
《2024年风电功率短期预测方法研究》范文
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《风电功率短期预测方法研究》篇一一、引言随着全球能源结构的转型,可再生能源成为了绿色、环保和可持续发展的主流。
在可再生能源中,风电作为一项成熟、具有较大发展潜力的能源,正逐步融入世界各国的能源结构。
然而,风电由于其受到天气因素和地形等多变因素影响,导致其发电量的预测成为了风电应用领域的挑战之一。
本文将深入探讨风电功率短期预测方法的研究现状和未来发展。
二、风电功率短期预测的意义风电功率的短期预测对电力系统、风力发电厂以及用户都有重要意义。
对于电力系统而言,准确的预测可以有效地进行电力调度和分配,减少因电力过剩或不足造成的损失;对于风力发电厂,预测结果可以帮助其更好地维护设备,提高发电效率;对于用户而言,预测结果可以为其提供更好的电力服务保障和电价预估。
三、当前风电功率短期预测方法(一)统计方法统计方法主要利用历史数据,通过统计分析得出风速、风向等影响风电功率的变量之间的关系模型。
其中,回归分析、时间序列分析和灰色模型等是常用的统计方法。
(二)物理方法物理方法主要基于大气动力学和气象学原理,通过分析风速、风向等气象因素的变化来预测风电功率。
这种方法需要大量的气象数据和复杂的计算模型。
(三)组合方法组合方法则是结合了统计方法和物理方法的优点,通过对两种或多种方法的预测结果进行综合分析,以提高预测的准确度。
四、新的短期预测方法研究(一)深度学习在风电功率短期预测中的应用随着深度学习技术的发展,越来越多的学者开始尝试将深度学习应用于风电功率的短期预测中。
深度学习可以通过学习历史数据中的非线性关系,更准确地预测风电功率的变化趋势。
(二)考虑多因素的综合预测模型考虑到风电功率不仅受到风速、风向等气象因素的影响,还与时间、季节、地形等多因素有关。
因此,一些研究者开始考虑多因素的综合预测模型,这种模型能够更全面地反映风电功率的变化规律。
五、存在的问题及挑战尽管现有的风电功率短期预测方法已经取得了一定的成果,但仍存在一些问题需要解决。
风电功率短期预测方法研究
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风电功率短期预测方法研究风电功率短期预测方法研究引言随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出,可再生能源的利用日益受到重视。
其中,风能作为最具天然可再生性的能源之一,具有巨大的潜力。
然而,由于风能的波动性和不可控性,风电场的功率预测一直是风电行业面临的一个重要挑战。
本文将探讨风电功率短期预测的方法研究。
1. 风电功率特点及预测需求1.1 风电功率特点风能的变化性使得风电场的功率具有不确定性和波动性。
风电功率的波动性不仅受季节、天气等因素影响,还受到地理位置、设备状况等因素的影响。
因此,准确预测风电功率对于风电场的运行和电网的稳定性至关重要。
1.2 风电功率预测需求风电功率的短期预测是风电场运营管理的重要工作之一。
准确的功率预测有助于优化风电场的发电计划、电网调度和能源市场交易。
同时,风电功率预测还可以提高电网的稳定性,降低外购电力的成本。
2. 风电功率短期预测方法2.1 统计方法统计方法是最常用的风电功率短期预测方法之一。
统计方法通过对历史风电功率数据进行分析和建模,预测未来一段时间内的功率。
常用的统计方法包括回归分析、时间序列分析和灰色系统理论等。
这些方法的预测结果依赖于历史数据的质量和可靠性,在数据采集和处理方面需要注意,同时预测结果也会受到外部因素的干扰。
2.2 物理模型方法物理模型方法基于风能发电机组的特性和物理原理,建立数学模型来预测风电功率。
物理模型方法主要包括基于气象数据和基于风机状态的方法。
基于气象数据的方法需要获取风速、风向等气象数据,并通过数学模型计算风电功率。
基于风机状态的方法则通过监测风机的运行状态和性能参数,结合物理模型进行功率预测。
物理模型方法的预测结果相对准确,但需要耗费大量的时间和资源来建立和更新模型。
2.3 人工智能方法近年来,人工智能方法在风电功率短期预测中得到了广泛应用。
人工智能方法利用机器学习和模式识别等技术,通过对大量的数据进行分析和学习,预测风电功率。
《2024年风电功率短期预测方法研究》范文
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《风电功率短期预测方法研究》篇一一、引言随着全球能源结构的转型和环境保护意识的提升,可再生能源逐渐成为主导能源的趋势愈发明显。
其中,风电以其清洁、无污染、可再生等优势,在全球范围内得到了广泛的发展与应用。
然而,风能的间歇性和随机性也给电力系统的稳定运行带来了挑战。
因此,风电功率的短期预测显得尤为重要。
本文将就风电功率短期预测的方法进行研究,以期提高风电的利用率和电力系统的稳定性。
二、风电功率短期预测的意义风电功率的短期预测是指根据历史和实时的气象数据,预测未来短时间内(如几小时或一天内)的风电功率。
这一预测对电力系统的稳定运行具有重要意义。
首先,通过准确预测风电功率,电力调度部门可以更合理地安排电网的发电和输电计划,减少因风电波动带来的电网压力。
其次,对于风电机组和电网设备的维护和检修工作,准确的预测也有助于提高设备的运行效率和寿命。
最后,对于风电场运营商而言,准确的预测可以更好地安排风电机组的运行和维护工作,提高风电的利用率和经济效益。
三、风电功率短期预测方法(一)基于物理模型的方法基于物理模型的方法是利用大气动力学、空气动力学等原理,通过分析风电机组所处环境的气象条件,建立风电功率的物理模型进行预测。
这种方法考虑了风能的物理特性和环境因素,具有较高的预测精度和稳定性。
然而,这种方法需要大量的气象数据和计算资源,并且对模型参数的准确度要求较高。
(二)基于统计学习的方法基于统计学习的方法是利用历史数据和统计学的原理,建立风电机组出力与气象因素之间的关系模型进行预测。
这种方法可以通过分析历史数据中气象因素与风电功率之间的关联性,发现其中的规律并进行预测。
常用的统计学习方法包括时间序列分析、回归分析等。
这种方法具有较高的灵活性和适应性,但需要大量的历史数据支持。
(三)混合方法混合方法是将基于物理模型的方法和基于统计学习的方法相结合,取长补短。
这种方法可以充分利用物理模型的高精度和统计学习方法的灵活性,提高预测的准确性和稳定性。
《2024年风电功率预测关键技术及应用综述》范文

《风电功率预测关键技术及应用综述》篇一一、引言随着全球对可再生能源的重视度不断提高,风电作为绿色能源的重要组成部分,其发展速度日益加快。
为了实现风电的高效、稳定运行,风电功率预测成为重要的研究课题。
本文将对风电功率预测的关键技术及其应用进行全面综述,以展示其在风电领域的重要地位及发展前景。
二、风电功率预测的重要性风电功率预测对于风力发电的稳定运行具有重要意义。
首先,准确的功率预测有助于电网调度机构制定合理的调度计划,实现电力供需平衡。
其次,风电功率预测可帮助运营商合理安排设备维护,减少因设备故障导致的能源损失。
此外,准确的预测还能提高风电的并网效率,减少对传统发电方式的依赖,有利于促进绿色能源的发展。
三、风电功率预测的关键技术1. 数据采集与处理技术数据采集与处理是风电功率预测的基础。
需要采集历史气象数据、风电场实时数据等,利用数据处理技术提取出与风电功率相关的关键信息。
此外,还需要对数据进行清洗和修正,以消除异常数据对预测结果的影响。
2. 预测模型与方法(1)物理模型:基于风力发电机组的物理特性和气象条件进行预测。
通过分析风速、风向、温度等气象因素对风电机组的影响,建立物理模型进行功率预测。
(2)统计模型:利用历史数据和统计方法建立预测模型。
如时间序列分析、回归分析等,通过对历史数据的分析,得出风电机组输出功率与各因素之间的关系,从而进行预测。
(3)人工智能模型:利用人工智能技术,如深度学习、神经网络等,建立风电机组的智能预测模型。
通过训练模型学习历史数据的内在规律,实现高精度的功率预测。
四、应用领域及发展前景风电功率预测技术在多个领域得到广泛应用。
首先,在电力系统中,通过准确的功率预测,有助于电网调度机构制定合理的调度计划,实现电力供需平衡。
其次,在风电场运营中,功率预测有助于合理安排设备维护,提高设备运行效率。
此外,在新能源并网、储能系统等领域也发挥着重要作用。
随着技术的不断发展,风电功率预测将朝着更高精度、更广泛的应用领域发展。
《2024年风电功率短期预测方法研究》范文

《风电功率短期预测方法研究》篇一一、引言随着可再生能源的不断发展,风电作为一种清洁、可持续的能源,逐渐成为了能源领域的重要组成部分。
然而,由于风能的波动性和不确定性,风电功率的预测成为了制约其大规模应用的关键问题之一。
因此,研究风电功率短期预测方法,对于提高风电并网能力、优化电网调度和降低运行成本具有重要意义。
二、风电功率预测的意义与挑战风电功率预测是指在一定的时间和空间范围内,根据历史和实时数据对未来一段时间内风电场输出功率进行估计和预测。
这一技术的实施有助于电力系统的调度、维护和管理,可以更好地利用风能资源,提高风力发电的经济效益和环保效益。
然而,风电功率预测面临诸多挑战。
风能的波动性、随机性和间歇性使得预测结果难以准确。
此外,复杂的气象条件、风电设备的性能退化以及电网的动态变化等因素也会对预测结果产生影响。
因此,研究有效的风电功率短期预测方法具有重要的现实意义。
三、风电功率短期预测方法研究(一)基于统计学习的方法基于统计学习的风电功率预测方法主要利用历史数据和气象数据,通过建立统计模型来预测未来风电功率。
常用的统计模型包括线性回归模型、支持向量机、神经网络等。
这些模型可以根据历史数据和实时数据,对风电功率进行短期预测。
其中,神经网络模型因其良好的自学习和自适应能力在风电功率预测中得到了广泛应用。
(二)基于物理机制的方法基于物理机制的风电功率预测方法主要依据风电机组的物理特性和气象学原理,通过建立风电机组输出功率与气象因素之间的物理模型来预测风电功率。
这种方法可以更准确地反映风电机组的实际运行情况,提高预测精度。
然而,由于风电机组的复杂性和气象因素的多样性,建立准确的物理模型具有一定的难度。
(三)组合预测方法组合预测方法是将多种预测方法进行组合,以充分利用各种方法的优点,提高预测精度。
常见的组合预测方法包括加权平均法、最优组合法等。
在风电功率短期预测中,可以根据实际情况选择合适的组合方式,将基于统计学习和基于物理机制的方法进行组合,以提高预测精度和稳定性。
《2024年风电场功率短期预测方法优化的研究》范文

《风电场功率短期预测方法优化的研究》篇一一、引言随着全球对可再生能源的依赖性日益增强,风电作为清洁能源的代表,其发展与应用愈发受到重视。
然而,风电的间歇性与随机性给电力系统的稳定运行带来了挑战。
因此,对风电场功率进行短期预测显得尤为重要。
本文旨在研究风电场功率短期预测方法的优化,以提高预测精度,为电力系统的稳定运行提供支持。
二、风电场功率短期预测的现状与挑战当前,风电场功率的短期预测主要依赖于历史数据驱动的预测模型。
这些模型通过对历史风速、风向、温度等数据进行学习和分析,以预测未来一段时间内风电场的功率输出。
然而,由于风能的不确定性以及气候条件的变化,传统预测方法往往面临预测精度不高、模型泛化能力不足等问题。
三、优化方法一:多源数据融合技术为了解决上述问题,本文提出采用多源数据融合技术对风电场功率短期预测方法进行优化。
该方法通过整合多种类型的数据源,如气象数据、风电场运行数据、地形数据等,以更全面地反映风电场的实际运行状况。
通过深度学习等技术对这些数据进行学习和分析,可以更准确地预测风电场的功率输出。
四、优化方法二:基于机器学习的预测模型优化此外,本文还研究了基于机器学习的预测模型优化方法。
通过对不同机器学习算法进行比较和分析,选择适合风电场功率短期预测的算法。
同时,通过对算法参数进行优化,以提高模型的预测精度和泛化能力。
此外,还采用集成学习等技术,将多个模型进行集成,以提高预测的鲁棒性。
五、实验与结果分析为了验证上述优化方法的有效性,本文进行了大量的实验。
实验结果表明,采用多源数据融合技术的预测方法在提高预测精度方面具有显著优势。
同时,基于机器学习的预测模型优化方法也能有效提高模型的泛化能力和鲁棒性。
具体来说,经过优化的预测模型在测试集上的平均绝对误差和均方根误差均有所降低,证明了优化方法的有效性。
六、结论与展望本文研究了风电场功率短期预测方法的优化,提出了多源数据融合技术和基于机器学习的预测模型优化方法。
《2024年风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述》范文

《风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述》篇一一、引言随着可再生能源的日益发展和风电在全球能源结构中的地位不断提升,风电集群的功率预测已成为提升电网运行效率与减少能量损失的关键。
其中,短期及超短期功率预测作为实际运营中的重要环节,其预测精度的提高显得尤为重要。
本文旨在全面梳理当前风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法,为相关领域的研究和实践提供参考。
二、风电集群功率预测的意义与挑战风电作为一种清洁、可再生的能源,对环境保护和能源结构优化具有重要意义。
然而,风电的间歇性和不确定性给电网调度带来了不小的挑战。
因此,对风电集群进行准确预测不仅有助于提升电力系统的运行效率,还有助于降低能源损耗,实现可再生能源的平稳接入。
三、短期及超短期功率预测的概念与重要性短期和超短期功率预测主要针对的是未来数小时至数天的风电出力预测。
其中,超短期预测通常用于实时调度和系统控制,其精度直接影响到电力系统的稳定性和电力设备的运行效率。
而短期预测则更多用于中长期规划和市场交易。
四、当前风电功率预测方法概述目前,风电功率预测方法主要包括物理方法、统计方法和组合方法等。
物理方法基于风力发电机的物理特性和气象信息来预测功率;统计方法则利用历史数据和统计模型进行预测;组合方法则结合了物理特性和统计信息,以实现更准确的预测。
五、短期及超短期功率预测精度改进方法(一)模型优化模型优化是提高预测精度的关键手段。
这包括对物理模型进行优化以提高其适应性,以及改进统计模型以增强其泛化能力。
此外,针对不同地域和气候条件的风电场,需要开发适合的模型以提升预测精度。
(二)多源数据融合通过整合多种数据源(如气象数据、风电场运行数据等)来提高预测模型的准确性。
多源数据融合能够更全面地反映风电场的实际运行情况,从而提高预测精度。
(三)算法优化与集成采用先进的算法和模型集成技术来提高预测精度。
例如,利用机器学习和人工智能技术来优化模型参数,以及通过集成多种模型来提高整体预测性能。
《2024年风电场功率超短期预测算法优化研究》范文
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《风电场功率超短期预测算法优化研究》篇一一、引言随着全球对可再生能源的依赖性日益增强,风电作为清洁能源的代表,其发展势头迅猛。
然而,风电的间歇性和不可预测性给电力系统的稳定运行带来了挑战。
因此,对风电场功率进行超短期预测,对于提高电力系统的运行效率和稳定性具有重要意义。
本文旨在研究风电场功率超短期预测算法的优化,以提高预测精度和响应速度。
二、研究背景及意义随着风电场规模的扩大和并网容量的增加,风电功率预测的准确性对于电力系统的稳定运行和能源优化配置具有重要作用。
超短期预测(通常指未来几分钟至几小时的预测)在风力资源变化迅速的情况下尤为重要。
通过对风电场功率的超短期预测算法进行优化,不仅可以提高电力系统的运行效率,减少能源浪费,还能为电力市场的调度决策提供有力支持。
三、当前风电场功率预测算法概述目前,常用的风电场功率预测算法包括物理方法、统计方法和组合方法等。
物理方法基于风力资源的物理特性进行预测,统计方法则通过历史数据和数学模型进行预测,而组合方法则是将多种方法进行综合应用。
这些方法在预测中长期和短期风电功率方面具有较好的效果,但在超短期预测方面仍存在一定局限性。
四、算法优化策略及研究方法针对风电场功率超短期预测的特殊性,本文提出以下优化策略:1. 数据预处理方法优化:通过数据清洗和特征提取,提高输入数据的准确性和可靠性,为预测模型提供高质量的数据源。
2. 模型选择与参数优化:根据风电场的实际情况,选择合适的预测模型,并通过对模型参数的优化,提高模型的预测精度。
3. 引入先进算法:结合人工智能、机器学习等先进技术,开发新的预测算法,提高超短期预测的准确性和响应速度。
4. 实时数据校正:结合实时风力数据,对预测结果进行实时校正,提高预测的实时性和准确性。
五、算法优化实证研究本文以某风电场为例,对超短期预测算法进行优化实证研究。
首先,对历史数据进行清洗和特征提取,构建高质量的数据集。
然后,选择合适的预测模型,并通过对模型参数的优化,提高模型的预测精度。
《2024年风电功率预测关键技术及应用综述》范文

《风电功率预测关键技术及应用综述》篇一一、引言随着全球能源结构的转型和可再生能源的快速发展,风电作为清洁、可再生的能源形式,越来越受到各国的重视。
风电功率预测作为风电并网和运行的关键技术之一,对于提高风电的利用率、减少弃风现象、优化电网调度等方面具有重要意义。
本文旨在综述风电功率预测的关键技术及其应用现状,为进一步推动风电功率预测技术的发展和应用提供参考。
二、风电功率预测的关键技术1. 数据采集与预处理技术数据采集是风电功率预测的基础。
为了准确预测风电功率,需要采集风速、风向、温度、气压等气象数据,以及风电场的运行数据。
数据预处理技术则包括数据清洗、数据筛选、数据插补等,以提高数据的准确性和可靠性。
2. 预测模型与方法(1)物理模型:基于风力发电机的物理特性和气象数据,建立风电功率与气象因素之间的数学关系。
该模型具有较高的预测精度,但计算复杂,需要较高的气象学和机械学知识。
(2)统计模型:通过分析历史数据,建立风电功率与气象因素之间的统计关系。
该模型简单易行,但需要较长的历史数据支持。
常见的统计模型包括线性回归模型、时间序列分析模型等。
(3)人工智能模型:利用人工智能技术,如神经网络、支持向量机、深度学习等,建立风电功率与多种因素之间的非线性关系。
该模型具有较高的预测精度和适应性,尤其在处理复杂、非线性的问题时具有显著优势。
3. 预测算法的优化与改进针对不同的预测模型和方法,需要进行算法的优化与改进,以提高预测精度和计算效率。
例如,可以通过引入更多的气象因素、优化神经网络的架构、改进支持向量机的核函数等方法,提高风电功率预测的准确性。
三、风电功率预测的应用1. 风电并网与调度:通过准确的风电功率预测,可以实现风电的优化调度和并网运行,提高电网的稳定性和可靠性。
2. 风电场运行管理:风电功率预测可以为风电场运行管理提供决策支持,如风电机组的维护、检修等。
3. 新能源消纳与市场应用:通过准确的风电功率预测,可以实现新能源的消纳和优化配置,推动新能源的市场应用和发展。
《2024年风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述》范文
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《风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述》篇一一、引言随着可再生能源的日益发展和风电产业技术的持续进步,风电在电力系统中占据的地位越来越重要。
然而,由于风力资源的不确定性和波动性,风电集群的功率预测面临着一系列挑战。
短期及超短期功率预测是提高风电利用率、平衡电力供需的关键技术。
本文将重点探讨风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法的综述。
二、风电功率预测的重要性风电功率预测对于电力系统的稳定运行具有重要意义。
准确的预测能够为调度人员提供有效的决策支持,有助于平衡电力供需,减少因风力波动造成的电力损失,同时也有助于提高风电的并网效率和利用率。
三、短期及超短期功率预测概述短期功率预测通常指对未来几小时至一天内的风电功率进行预测,而超短期功率预测则是对未来几分钟至几小时的功率进行预测。
这两种预测方法在时间尺度上有所不同,但都依赖于风力资源的特点和气象条件的变化。
四、当前风电功率预测方法及其局限性目前,风电功率预测主要依赖于物理模型和统计学习方法。
物理模型根据大气物理规律进行模拟和预测,而统计学习方法则依赖于历史数据和数学模型进行预测。
然而,这两种方法都存在一定局限性,如对复杂天气情况的适应能力较弱、模型参数调校复杂等。
五、短期及超短期功率预测精度改进方法1. 多源数据融合技术:通过融合多种数据源(如卫星遥感数据、气象雷达数据等)提高预测精度。
多源数据能够提供更全面的风力信息,有助于提高预测模型的准确性。
2. 深度学习技术:利用深度学习算法(如卷积神经网络、循环神经网络等)对历史数据进行学习和分析,以优化预测模型。
深度学习技术能够更好地捕捉风力资源的非线性变化和复杂模式。
3. 动态模型调整:根据实时气象条件和风力变化动态调整模型参数,以适应不同天气情况下的风力变化。
这种方法能够提高模型的灵活性和适应性。
4. 误差修正算法:利用历史误差数据进行误差修正,以减少模型预测的误差。
误差修正算法可以有效地降低预测过程中的不确定性。
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短期风电功率预测模型研究综述作者:崔垚王恺来源:《电子世界》2012年第23期【摘要】短期风电功率预测对于电力系统调度运行和电能质量具有重要的意义。
而预测性能提高的关键在于预测模型选择和模型优化。
本文对目前国内外几种主流风电场功率预测模型(物理预测模型、统计预测模型和组合预测模型)的建模原理和研究现状进行了综述性分析,对每种模型的优缺点和适用性进行了一些总结。
并对风电功率预测模型的误差分析和预测的不确定性研究做了探讨,最后对短期风电功率预测领域的研究前景提出了一些可行性的展望。
【关键词】风电场;功率预测;物理;统计;组合;综述1.引言随着风力发电机组单机容量的提高和自动化技术的发展,风力发电系统也从原来的用户分布式能源向集中式大规模风电场发展。
根据规划,我国将在内蒙、甘肃、河北、吉林、新疆、江苏沿海等地区建设7个千万千瓦级风电基地。
预计2010-2020年,七大风电基地的开发规模将占全国风电开发总规模的68%至78%。
这将使得风电在电网中比例不断增大,大量并网的风电对电力系统的调度运行和安全稳定带来了严峻挑战。
有效的风电功率预测可以减少电力系统备用容量、降低系统运行成本、减轻风力发电对电网造成的不利影响、提高风电在电力系统中的比例[1]。
而风电功率预测的关键在于预测模型的合理选择和模型性能优化,本文对风电场功率预测模型的建模原理和模型适用情况做了一些综述性的分析。
在此基础上对风电功率预测模型的误差分析和预测的不确定性研究做了一些探讨,最后对目前研究中面临的问题和未来的研究方向做了一些可行性展望。
2.国内外研究现状国外(主要是欧洲)经过数十年的技术积累,目前已经拥有了多套较为成熟的风电功率预测模型和预测工具[2],如基于物理学方法的Prediktor、LocalPred-RegioPred等,基于统计学方法的WPPS、GH-FORECASTER等。
基于物理-统计学方法组合的Previento、ANEMOS等。
这些预测系统已经成为欧美很多大型并网风电场系统管理和控制的基本组成部分。
虽然如此,由于风能的间歇性和不确定性,国外相关科研工作者仍在不断探索。
我国对风电场功率预测的研究显得尤为紧迫。
虽然国外已有一些相对成熟的预测模型,但是由于我国的风电场与欧洲风电发达国家的风电场风况、容量等情况不同。
而风电场功率预测模型的优势往往与风况和容量等因素密切相关。
虽然国内已有一些预测效果较好的风电场功率预测系统[3]问世,但是总体上来说,目前我国在风电功率预测领域尚处于探索和发展阶段。
3.风电场功率预测模型目前从大的研究方向上来说,风电场功率预测模型可以分为三类:1)物理预测模型;2)统计预测模型;3)组合预测模型。
3.1 物理预测模型[4.5]物理预测模型是基于数值天气预报(NWP)的预测模型。
数值天气预报是指根据大气实际情况,在一定的初值和边界条件下,预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。
物理预测模型的一般建模步骤如图1所示:首先利用数值天气预报(NWP)系统得到风电场的风速、风向、气温、气压等天气信息,然后根据风电场的物理和地理信息,在充分考虑风电机组群集聚效应(塔影效应、尾流效应等)的基础上,得到每个风力发电机组轮毂高度处的天气信息(风速、风向、气温、气压等),再使用单个风机的功率曲线计算计算出风电机组的输出功率,进而累加得到整个风电场的输出功率。
物理预测模型的关键是准确地得到风电机组在轮毂高度处的天气信息。
物理模型的优点是不需要大量的历史数据,只需要从实时的数据出发进行预测,是新建风电场的首选预测模型。
然而,这也带来了许多新的问题,如如何实现数据的高精度采集和实时快速传输等,这些都对数据采集装置和数据传输网络提出了很高的要求。
并且物理预测模型的建模过程比较复杂,在一定程度上降低了预测精度。
3.2 统计预测模型统计预测模型的实质是在输入(历史数据、天气预报信息等)和输出(风电场功率)之间建立一种映射模型。
然后应用这个模型进行预测。
目前的统计预测模型主要有:自回归(ARMA)模型[6]、时间序列(Time Serises)模型[7]、灰色模型(Grey Model)[8]、数据挖掘(Data Mining)模型[9]、人工神经网络(ANN)模型[10]和支持向量机(SVM)模型[11,],最小二乘支持向量机(LSSVM)模型[12]等。
统计预测模型的一般建模步骤如下:1)建立历史数据学习映射模型。
选取合适的输入输出建立相关映射预测模型。
2)进行检验。
对第一步建立的映射进行检验。
检验结果(误差大小)满意模型用于预测,不满意则进行再学习。
3)进行预测。
把检验结果满意的映射用于对风电场功率的预测研究。
相对于物理预测模型来说,统计预测模型建模相对简单,提高了预测精度。
但是,统计预测模型需要大量的历史数据,同时由于风速、风向等气象数据具有随机性。
因此统计预测模型的预测时间尺度比物理预测模型小。
3.3 组合预测模型组合预测模型[13]是将两种以上的单一预测进行综合考虑。
利用每种单一预测模型的优点来获得全局最优的预测性能。
综合国内外文献可以看出:多种预测模型的组合是提高风电场功率预测精度的重要手段,也是国际上公认的未来一段时间内风电场功率预测的重要研究方向之一。
风电场功率预测中组合模型的类型主要有:1)物理模型和统计模型的组合预测;2)不同统计模型之间的组合预测。
目前国内外相关研究人员的在这两方面研究的侧重点不太一样。
国外相关研究人员的研究重点主要集中在物理预测模型和统计预测模型的组合,而国内的相关学者则主要致力于不同预测方法之间的组合研究。
3.3.1 物理模型和统计模型的组合基于物理模型和统计模型的组合预测模型建模方法如下:使用NWP系统得到风电场的天气预报信息,并对信息根据风电场物理地理信息、群集聚效应进行相应处理(如图1)。
得到所需要的数据。
把数据输入经过历史数据学习建立的满意映射中(图2),预测风电场功率。
如图3所示。
对于还没有装设数值天气预报(NWP)系统的风电场,则可以通过对不同统计模型之间组合预测的方法进行风电场功率组合预测。
3.3.2 不同统计模型之间的组合不同统计模型之间的组合实际上是对几种单一预测模型进行加权优化,不同统计模型之间的组合预测模型如图4所示,其建模步骤是:首先建立几种不同的单一统计预测模型,然后依据某种最优准则构造目标函数Q,在约束条件下极小(大)化Q,求得综合模型的加权系数。
再进行累加得到组合预测模型。
这种模型的优点是可以通过考虑不同的影响因素,从不同的角度进行建模预测,能够充分利用信息。
不足之处是对各种单一模型预测精度要求较高,样本数据需要量大,计算成本高。
4.面临的问题和研究方向展望4.1 NWP精度问题对于使用到NWP的预测模型来说,关键是提高NWP模型的分辨率,使之能够精确地预测到某一点(如每台风电机组轮毂处)的天气情况,即建立风电场当地版的NWP模型。
这对NWP系统的预测精度要求较高。
有文献则提出了对几种NWP数据进行组合的方法减小NWP 的预测误差。
所以开发新型的适合我国国情的NWP系统具有重要意义,同时改进NWP预测算法是减小NWP误差的重要研究方向之一。
4.2 统计预测面临的问题目前在统计模型方面的研究最常用的是人工智能方法,通常为了描述一个较长时期的风电功率的变化趋势,需要信息较为完备的样本集。
但是包含较完备信息的样本集数据容量都很大,人工神经网络等算法在对其进行计算的时候计算量增大,所以一般实际应用中使用的数据样本容量都不大,这也是目前风电场功率预测精度不高的主要原因之一。
如何通过大容量样本集的训练来提高预测精度,优化和改进统计预测模型也是未来的研究重点。
4.3 组合预测模型面临的问题目前在风电场功率预测模型中,对于不同统计模型之间的组合仅限于一些线性的组合。
由于是各单一预测模型之间的凸组合,可能出现有争议的负权重等问题,这使得线性组合预测方法的使用受到一定程度的限制。
而非线性组合预测可以克服线性组合预测的这种局限性,有文献使用人工智能方法对非线性组合预测进行了一些研究,但是构造合适的,特别是通用的非线性组合模型至今仍较困难,所以建立适用于风电场功率预测的非线性组合预测模型将是未来研究的难点和热点。
5.结论本文主要是对风电场功率预测模型进行了一些综述性的探讨。
重点介绍了物理预测模型、统计预测模型和组合预测模型的建模原理和当前研究现状,并对这些模型的优缺点和适用性进行了一些总结。
最后对风电场功率预测模型在目前研究中所面临的一些问题进行了分析,并对未来的研究方向做了展望。
希望能为风电功率预测的研究人员带来更多新思路。
参考文献[1]X.Catala,J.P.S.O,H.M.I.Pousinho and V.M.F.Mendes, "Hybrid intelligent approach for short-term wind power forecasting in Portugal",Renewable Power Generation,IET,vol.5,pp.251-257,2011.[2]A review of wind power forecasting models,Energy Procedia,v 12,p 770-778,2011,Proceedings of Interna-tional Conference on Smart Grid and Clean Energy Technologies.[3]范高锋,王伟胜,刘纯.基于人工神经网络的风电功率短期预测系统[J].电网技术,2008(22):72-76.[4]冯双磊,王伟胜,刘纯,等.风电场功率预测物理方法研究[J].中国电机工程学报,2010(2):1-6.[5]Lange M,Focken U.New developments in wind energy forecasting[Z].2008,1-8.[6]高阳,朴在林,张旭鹏,等.基于噪声场合下ARMA模型的风力发电量预测[J].电力系统保护与控制,2010(20):164-167.[7]J.W.Taylor,P.E.McSharry and R.Buizza,”Wind pwer density forecasting using ensemble predictions and time series models,”Energy Conversion,IEEE Transactions on,vol.24,pp.775-782,2009.[8]李俊芳,张步涵,谢光龙,等.基于灰色模型的风速-风电功率预测研究[J].电力系统保护与控制,2010(19): 151-159.[9]A.Kusiak,Z.Haiyang and S.Zhe,”Short-term prediction of wind farm power:a data mining approach,”Energy Conversion,IEEE Transactions on,vol.24,pp.125-136,2009.[10]范高锋,王伟胜,刘纯,等.基于人工神经网络的风电功率预测[J].中国电机工程学报,2008(34):118-123.[11]叶林,刘鹏.基于经验模态分解和支持向量机的短期风电功率组合预测模型[J].中国电机工程学报,2011(31):102-108.[12]王晓兰,王明伟.基于小波分解和最小二乘支持向量机的短期风速预测[J].电网技术,2010,(1):179-184.[13]刘纯,范高锋,王伟胜,等.风电场输出功率的组合预测模型[J].电网技术,2009(13):74-79.作者简介:崔垚(1986—),男,硕士,毕业于武汉大学电气工程学院,现供职于合肥供电公司,主要研究方向:新能源并网。