风电功率预测方法研究
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模及 预测 两个 环节 。
具有 储量 丰 富、 无 污染 等 特点 ， 使 其 发 展 最 为 迅 速 ｌ ２ ｊ 。截 止 ２ ０ １ ５年 ， 全 球 风 电 装 机 容 量 超 过 １ Ｇ Ｗ 的 国家有 ２ ６个 ， 中国以 １ ４ ５ ３ ６ ２ Ｍ Ｗ 装 机容 量 位列 全球第 一 ＿ ２ 。随着 风 电装 机 容 量 越 来越 大 ， 受 风速 变化 、 紊流 及风 机塔 影效应 等影 响 ， 风 电机组 出
建 立在 准确 的 Ｎ ＷＰ基 础 上 的 ， 因此 Ｎ ＷＰ的误 差 是
和使 用范 围。详细 分析 了包含 物理 一统 计方 法 和统
百度文库
计方法之间的组合方法。组合方法能够克服单一方
法存 在 的缺陷 ， 是今 后 风 电功 率 预测 方 法 的主 要 发
展方 向 。
影 响预测 模 型精度 的主要来 源 。 Ｎ ＷＰ 是 指根 据大 气实 际情 况 ， 在 一定 的初 值 和边 值 条件下 ， 通 过大 型计算 机 作数值 计算 ， 求 解描
（ １ ．贵 州电网有 限责任公 司电力科 学研 究院 ， 贵９ ＇ １ ， １ 贵阳 ５ ５ ０ ０ ０ ２ ； ２ ．贵 州创星 电力科 学研 究院有 限责任公 司， 贵州 贵阳 摘 ５ ５ ０ ０ ０ ２ ）
要： 分析 了基 于数值天 气预报的物理 方法、 统计方法和组合方法的主要原理和研 究现状 。 目前越 来越倾 向于通
保、 可 以再 生 ， 正在加 快开 发和 利用 。其 中风 电 由于
的预测模型 ， 以风速 、 功率或数值天气预报数据作为
模型的输入 ， 结合风电场机组 的设备状态及运行工
况， 预测 风 电场 未 来 的有 功 功 率 ” 。短 期 风 电 功 率 预测 流程 由风 电功率 预 测 原 理 所决 定 ， 主要 包 括 建
２ ０ １ ６年 １ ０月 第 １ ９卷 第 １ ０期
贵州电力技术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬ ＥＣＴ ＲＩ Ｃ Ｐ ＯＷ Ｅ Ｒ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
清洁能源
Ｃｌ ｅ ａ ｎ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ
风 电功 率预 测 方 法研 究
范 强 ， 文贤馗 ， 林呈辉 ， 张建侠 ， 陈和 龙
１ 风 电功率预测方法
根据文献［ ７ ］ ， 风 电功率预测的含义是指“ 以风
电场 的历 史功 率 、 历 史风 速 、 地形 地 貌 、 数 值 天 气 预 报、 风 电机 组运 行状 态 等 数 据 建 立 风 电场 输 出功 率
・
写天气演变过程的流体力学和热力学方程组 ， 预测
未来 一定 时段 的大气 运 动 状 态 和 天气 现象 的方 法 。 其 实质 就是求 解 一个 具 有 初 值 问题 的 基本 方 程 组 ， 核 心是 用 当前 的大气状 态 来模拟 大气 演变 状况 。
预测策略” 。
系统 将对 电 网的运 行 和 电能 质量 产 生 不 利 的影 响 ， 对 电网调 度和 电力 市 场 的管 理 带 来 巨 大 的压 力 Ｊ 。 因此 ， 准 确预测 风 电场 出力 将 大 大有 利 于 电力 调度 及 时调整 计划 ， 有效 减轻 风 电对 电 网的不 利 影响 ， 减 少系 统 的运行 成本 和 旋 转 备用 容 量 ， 还 能 提 高 风 电 场 的安全 管理 和风 电机组 的发 电效 率 ， 有 利 于 风 电
分析 了基 于数 值 天气 预 报 的物理 方 法 、 统 计方
法和 组合 方法 的 主要 原 理 、 研 究 现状 及 主要 优 缺 点
２ 数值天气预报（ Ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｗｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ Ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ，
Ｎ ＷＰ ）
无 论使 用 哪种方 法 ， 精 确 的风 电功 率 预测 都 是
产业 的 良性发 展 Ｊ 。
风 电功率 预 测 的建 模 和 预测 两 个 环 节 中 ， 建 模 环节 决定 了预 测 模 型 的 预 测 精 度 ， ｍ ｊ 。那 么 ， 根 据 预测 模 型 的不 同 ， 风 电功 率 预测 方 法 常 被 分 为物 理
方法 、 统 计方 法 和组 合 方 法 三 大类 。下 面 针对 这 三 种 方法 的原理 及研 究现 状 等方 面进行 研究 。
过物理 一统计或统计之 间的组合方法来克服单一方 法存在 的缺 陷， 是 今后 风 电功率预测方法的主要发展 方向。
关键 词 ： 风 电 功 率预 测 ； 数值天气预报 ； 物理 方法 ； 统计方 法； 组合 方 法 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ ８ ３ Ｘ（ ２ ０ １ ６ ） １ ０— ０ ０ １ ２— ０ ９ 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ６ １ ４ 文献标志码 ： Ｂ
１ ２・
第 １ ０期
范
强 等： 风电功率预测方法研究
，
Ｎ ＷＰ过 程 主要 包 括 以下 四 个 步 骤 ： 资 料 收集 、 资 料 同化 、 模式计算 、 结 果 分 发 。 它 可 以 提 供 不
随着工 业革 命 以来 数 百 年 的大 规模 开发 利 用 ， 以及全 球经 济 的迅速 发展 ， 能源 需求 不断 增长 ， 正面 临资 源枯竭 、 污染 排放 严重 等现 实 问题 。而水 能 、 风 能、 太 阳能 等 清 洁 能 源 不 仅 总 量 丰 富 ， 而 且 低 碳 环
力具 有很 大 的随机 性 和 波 动性 ， 大容 量 风 电场 接 入
但 在文 献 ［ ７ ］ 中， 并 没有 对 于 风 电 功率 预测 方
法提出明确 的要求 ， 它指出“ 应根 据风电场所 处地 理位置的气候特 征和风 电场 历史数据 情况 ， 采 用
适 当 的预 测 方 法 构 建 特 定 的 预 测 模 型 进 行 风 电 场 的功 率 预测 。根 据 预测 时 间 尺 度 的不 同 和实 际 应 用 的具体 需 求 ， 宜 采 用 多种 方 法 及 模 型 ， 形 成 最 优
具有 储量 丰 富、 无 污染 等 特点 ， 使 其 发 展 最 为 迅 速 ｌ ２ ｊ 。截 止 ２ ０ １ ５年 ， 全 球 风 电 装 机 容 量 超 过 １ Ｇ Ｗ 的 国家有 ２ ６个 ， 中国以 １ ４ ５ ３ ６ ２ Ｍ Ｗ 装 机容 量 位列 全球第 一 ＿ ２ 。随着 风 电装 机 容 量 越 来越 大 ， 受 风速 变化 、 紊流 及风 机塔 影效应 等影 响 ， 风 电机组 出
建 立在 准确 的 Ｎ ＷＰ基 础 上 的 ， 因此 Ｎ ＷＰ的误 差 是
和使 用范 围。详细 分析 了包含 物理 一统 计方 法 和统
百度文库
计方法之间的组合方法。组合方法能够克服单一方
法存 在 的缺陷 ， 是今 后 风 电功 率 预测 方 法 的主 要 发
展方 向 。
影 响预测 模 型精度 的主要来 源 。 Ｎ ＷＰ 是 指根 据大 气实 际情 况 ， 在 一定 的初 值 和边 值 条件下 ， 通 过大 型计算 机 作数值 计算 ， 求 解描
（ １ ．贵 州电网有 限责任公 司电力科 学研 究院 ， 贵９ ＇ １ ， １ 贵阳 ５ ５ ０ ０ ０ ２ ； ２ ．贵 州创星 电力科 学研 究院有 限责任公 司， 贵州 贵阳 摘 ５ ５ ０ ０ ０ ２ ）
要： 分析 了基 于数值天 气预报的物理 方法、 统计方法和组合方法的主要原理和研 究现状 。 目前越 来越倾 向于通
保、 可 以再 生 ， 正在加 快开 发和 利用 。其 中风 电 由于
的预测模型 ， 以风速 、 功率或数值天气预报数据作为
模型的输入 ， 结合风电场机组 的设备状态及运行工
况， 预测 风 电场 未 来 的有 功 功 率 ” 。短 期 风 电 功 率 预测 流程 由风 电功率 预 测 原 理 所决 定 ， 主要 包 括 建
２ ０ １ ６年 １ ０月 第 １ ９卷 第 １ ０期
贵州电力技术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬ ＥＣＴ ＲＩ Ｃ Ｐ ＯＷ Ｅ Ｒ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
清洁能源
Ｃｌ ｅ ａ ｎ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ
风 电功 率预 测 方 法研 究
范 强 ， 文贤馗 ， 林呈辉 ， 张建侠 ， 陈和 龙
１ 风 电功率预测方法
根据文献［ ７ ］ ， 风 电功率预测的含义是指“ 以风
电场 的历 史功 率 、 历 史风 速 、 地形 地 貌 、 数 值 天 气 预 报、 风 电机 组运 行状 态 等 数 据 建 立 风 电场 输 出功 率
・
写天气演变过程的流体力学和热力学方程组 ， 预测
未来 一定 时段 的大气 运 动 状 态 和 天气 现象 的方 法 。 其 实质 就是求 解 一个 具 有 初 值 问题 的 基本 方 程 组 ， 核 心是 用 当前 的大气状 态 来模拟 大气 演变 状况 。
预测策略” 。
系统 将对 电 网的运 行 和 电能 质量 产 生 不 利 的影 响 ， 对 电网调 度和 电力 市 场 的管 理 带 来 巨 大 的压 力 Ｊ 。 因此 ， 准 确预测 风 电场 出力 将 大 大有 利 于 电力 调度 及 时调整 计划 ， 有效 减轻 风 电对 电 网的不 利 影响 ， 减 少系 统 的运行 成本 和 旋 转 备用 容 量 ， 还 能 提 高 风 电 场 的安全 管理 和风 电机组 的发 电效 率 ， 有 利 于 风 电
分析 了基 于数 值 天气 预 报 的物理 方 法 、 统 计方
法和 组合 方法 的 主要 原 理 、 研 究 现状 及 主要 优 缺 点
２ 数值天气预报（ Ｎ ｕ ｍ ｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｗｅ ａ ｔ ｈ ｅ ｒ Ｐ ｒ ｅ ｄ ｉ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ，
Ｎ ＷＰ ）
无 论使 用 哪种方 法 ， 精 确 的风 电功 率 预测 都 是
产业 的 良性发 展 Ｊ 。
风 电功率 预 测 的建 模 和 预测 两 个 环 节 中 ， 建 模 环节 决定 了预 测 模 型 的 预 测 精 度 ， ｍ ｊ 。那 么 ， 根 据 预测 模 型 的不 同 ， 风 电功 率 预测 方 法 常 被 分 为物 理
方法 、 统 计方 法 和组 合 方 法 三 大类 。下 面 针对 这 三 种 方法 的原理 及研 究现 状 等方 面进行 研究 。
过物理 一统计或统计之 间的组合方法来克服单一方 法存在 的缺 陷， 是 今后 风 电功率预测方法的主要发展 方向。
关键 词 ： 风 电 功 率预 测 ； 数值天气预报 ； 物理 方法 ； 统计方 法； 组合 方 法 文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ ８ ３ Ｘ（ ２ ０ １ ６ ） １ ０— ０ ０ １ ２— ０ ９ 中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ６ １ ４ 文献标志码 ： Ｂ
１ ２・
第 １ ０期
范
强 等： 风电功率预测方法研究
，
Ｎ ＷＰ过 程 主要 包 括 以下 四 个 步 骤 ： 资 料 收集 、 资 料 同化 、 模式计算 、 结 果 分 发 。 它 可 以 提 供 不
随着工 业革 命 以来 数 百 年 的大 规模 开发 利 用 ， 以及全 球经 济 的迅速 发展 ， 能源 需求 不断 增长 ， 正面 临资 源枯竭 、 污染 排放 严重 等现 实 问题 。而水 能 、 风 能、 太 阳能 等 清 洁 能 源 不 仅 总 量 丰 富 ， 而 且 低 碳 环
力具 有很 大 的随机 性 和 波 动性 ， 大容 量 风 电场 接 入
但 在文 献 ［ ７ ］ 中， 并 没有 对 于 风 电 功率 预测 方
法提出明确 的要求 ， 它指出“ 应根 据风电场所 处地 理位置的气候特 征和风 电场 历史数据 情况 ， 采 用
适 当 的预 测 方 法 构 建 特 定 的 预 测 模 型 进 行 风 电 场 的功 率 预测 。根 据 预测 时 间 尺 度 的不 同 和实 际 应 用 的具体 需 求 ， 宜 采 用 多种 方 法 及 模 型 ， 形 成 最 优