风电功率短期预测及非参数区间估计
《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。
《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，对于保障电力系统的稳定运行及提高电力质量具有重要意义。
本文将就风电场功率短期预测方法的优化进行研究与探讨。
二、风电场功率短期预测的重要性风电场功率的短期预测不仅关系到电力系统的稳定运行，更是电网调度的重要依据。
准确的预测可以有效地平衡风能的供需关系，减少因风电波动而引起的电力系统不稳定现象，同时为电力市场的运营提供重要参考。
三、传统风电场功率预测方法及其局限性传统的风电场功率预测方法主要包括物理方法和统计方法。
物理方法基于风力发电机的物理特性和环境因素进行预测，而统计方法则依赖于历史数据和数学模型进行预测。
然而，由于风能的随机性和复杂性，这两种方法往往存在预测精度不高、对数据要求严格等问题。
四、风电场功率短期预测方法优化研究针对传统预测方法的局限性，本文提出以下优化策略：1. 融合多源信息：将气象数据、风电场运行数据、电网数据等多源信息进行融合，以提高预测精度。
通过建立多源信息融合模型，实现对风电场功率的更准确预测。
2. 优化算法模型：采用先进的机器学习算法和人工智能技术，如深度学习、支持向量机等，对历史数据进行学习和分析，建立更加精确的预测模型。
3. 考虑风电机组特性：不同风电机组的特性对功率输出有重要影响。
因此，在预测模型中考虑风电机组的实际运行状态和特性，可以提高预测的准确性。
4. 实时更新与校正：建立实时更新与校正机制，根据实时数据对预测结果进行校正，提高预测的实时性和准确性。
五、实证研究与分析以某风电场为例，采用上述优化策略进行实证研究。
通过对比优化前后的预测结果，发现采用多源信息融合的预测方法、优化算法模型以及考虑风电机组特性的策略后，风电场功率的短期预测精度得到了显著提高。
短期风电功率的预测方法
短期风电功率的预测方法短期风电功率预测是指对未来1-48小时内的风速变化进行预测，并从中推导出未来的风电功率。
在风电发电方面，预测未来的风电功率具有重要意义，这有助于降低风电发电的成本，优化风电发电的规划，增强风电系统的运行效率。
以下是短期风电功率预测的几种常用方法。
1.统计学方法先将历史气象数据和风电功率数据表格化，再进行数据处理和分析。
通过建立一个统计模型来预测未来的风速，并通过这个模型得到未来的风能利用率和风电功率。
2.神经网络方法神经网络是一种模拟大脑的计算方法，该方法可以处理大量数据，发现数据中的未知关系，进而进行预测。
首先，通过历史气象数据和风电功率数据训练神经网络的参数，然后将训练好的神经网络应用于新的预测场景。
3.时间序列方法时间序列法是一种通过观察历史数据来进行未来预测的方法。
首先将历史数据统计分析，得到趋势、季节性等信息。
然后建立数学模型进行预测。
例如，可以使用ARMA模型，预测未来的风速。
4.物理模型方法这种方法是基于风能转换的物理原理进行预测的。
先将历史数据与风机性能和气象条件相关的物理模型相结合，再运用一些经验公式和气象学规律，建立预测模型。
最终，计算模型可以给出未来1-48小时的风能利用率和风电功率。
短期风电功率预测方法的选择取决于多种因素，如该地区风电系统的规模、历史数据可靠程度、气象条件等。
对于较小规模的风电系统，统计学方法和时间序列方法是最适合的预测方法。
但是针对以太阳能和风能资源为主的多元可再生能源电力系统，结合多模型综合预测可能更加完善，同时可以包括多个子模型的结果，以提高预测精度。
无论选用哪种方法，关键是要收集足够可靠的历史数据，建立准确的预测模型，以确保风电系统在未来的发电中能够更有效率、高效稳定。
《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
《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。
《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、引言随着全球能源结构的转型和环境保护意识的提升，可再生能源，尤其是风能，逐渐成为重要的能源来源。
然而，风能的间歇性和不稳定性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成为了关键的技术问题。
本文旨在研究风电功率短期预测的方法，为电力系统提供更为准确的预测数据，从而更好地进行调度和运行。
二、风电功率短期预测的重要性风电功率的短期预测对于电力系统的稳定运行至关重要。
准确的预测数据有助于调度员提前做出调度决策，减少因风能波动导致的电网负荷变化，提高电力系统的运行效率。
此外，对于风电场而言，准确的预测也有助于其更好地安排维护和检修工作，提高设备的利用率和可靠性。
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方法主要通过收集历史数据，运用统计模型对风电功率进行预测。
这种方法简单易行，适用于风电场对历史数据掌握充足的情况。
在处理历史数据时，应考虑到各种影响因素，如气候条件、风速风向、温度等。
通过对这些因素的统计分析和模型训练，可以得到较为准确的预测结果。
（二）基于机器学习的方法随着人工智能技术的发展，基于机器学习的方法在风电功率短期预测中得到了广泛应用。
该方法主要通过建立复杂的模型来模拟风电场的运行状态和输出功率。
常用的机器学习方法包括神经网络、支持向量机等。
这些方法在处理非线性、高维度的数据时具有较好的效果，可以有效地提高预测精度。
（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，以提高预测的准确性和稳定性。
这种方法结合了基于统计学习和基于机器学习的优点，通过对不同方法的预测结果进行加权平均或决策融合，得到更为准确的预测结果。
在实际应用中，应根据具体情况选择合适的组合方式，以达到最佳的预测效果。
四、风电功率短期预测的挑战与展望尽管风电功率短期预测取得了一定的成果，但仍面临着诸多挑战。
首先，风能的间歇性和不稳定性使得预测难度较大；其次，数据的质量和数量对预测结果的影响较大；此外，预测模型的复杂性和计算成本也是需要考虑的问题。
《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、引言随着可再生能源的快速发展，风电已成为全球能源转型的重要组成部分。
然而，风电场功率的短期预测是一个复杂的任务，涉及多变量和不确定性因素。
准确的短期预测对于电力系统的稳定运行、电价调度以及电网调度具有重要的现实意义。
本文针对风电场功率短期预测方法的优化进行深入研究，以寻求提高预测精度的有效途径。
二、风电场功率短期预测的背景与重要性风电场功率的短期预测是指对未来几小时至几十小时内风电场输出功率的预测。
由于风速、风向、温度等自然因素的波动性，以及风电场设备的运行状态、电网调度等多种因素的影响，使得短期预测成为一个复杂的任务。
准确的短期预测对于电力系统的稳定运行、降低电价波动、提高电网调度效率具有重要意义。
三、当前风电场功率短期预测方法及其局限性目前，常用的风电场功率短期预测方法包括物理模型法、统计模型法以及混合模型法等。
这些方法在一定的条件下可以取得较好的预测效果，但也存在一些局限性。
例如，物理模型法虽然能反映风电场的物理特性，但对模型参数的准确性要求较高；统计模型法则容易受到历史数据质量的影响，难以应对突发性的天气变化等。
因此，优化现有的预测方法，提高预测精度是当前研究的重点。
四、风电场功率短期预测方法优化研究针对现有方法的局限性，本文提出以下优化措施：1. 引入机器学习算法。
利用机器学习算法对历史数据进行深度学习和分析，提取出影响风电场功率的关键因素，建立更加准确的预测模型。
2. 融合多源数据。
将气象数据、风电场设备运行数据、电网调度数据等多源数据进行融合，提高模型的泛化能力和预测精度。
3. 动态调整模型参数。
根据实时数据和预测结果，动态调整模型参数，使模型能够适应不同的天气条件和设备状态。
4. 考虑不确定性因素。
在预测过程中考虑风速、风向、温度等自然因素的不确定性，以及设备故障、电网调度等因素的影响，给出合理的预测区间。
五、实验与结果分析本文采用某风电场的实际数据进行了实验，对所提出的优化方法进行了验证。
风电功率短期预测及非参数区间估计
3.1 功率预测误差概率分布 置信区间预测是描述预测值不确定性的一种
方法。通过对风电功率预测误差的统计分析，可以 在确定性预测的基础上求取给定置信度下的置信 区间。
通过对某风电场长期的功率值及预测误差的 分析可以发现，在不同功率水平下预测误差的波动 情况差别较大。本文采用相对误差来统计误差特 性。相对误差通常由 2 种定义：一种定义为预测误 差与实际功率的比值；另一种定义为预测误差与历 史最大功率的比值。前一种定义的相对误差受实际 值影响较大，特别是在功率很低或者近似为零时， 相对误差很大甚至是无穷大，不便于统计分析，因 此这里采用第 2 种定义，即
0 引言
对风电场的功率进行短期预测，将使电力调度 部门能够提前根据风电功率变化及时调整调度计 划，保证电能质量，减少系统的备用容量，降低电 力系统运行成本，这是减轻风电系统对电网造成不 利影响、提高电网中风电装机比例的一种有效途 径。目前，国内外对于风力发电各种课题的研究越 来越深入，但其中关于风电场风速和功率预测的研 究还达不到令人满意的程度。
对任何一种预测模型，选择不同的预测因子作 为模型输入对预测结果的影响是很大的。对于一般 统计预测，风电功率影响因子有历史功率、风速、 风向、温度、湿度、气压等，这些因子之间有些是
12
中国电机工程学报
第 31 卷
相关的，有些是不相关的。影响因子选择过少会造 成信息缺失，不能充分反映风电功率的变化规律， 选择过多又导致信息冗余，模型泛化性能下降。所 以，影响因子的选择是造成预测结果不确定性的重 要原因之一。
第 31 卷 第 25 期 10 2011 年 9 月 5 日
中国电机工程学报 Proceedings of the CSEE
文章编号：0258-8013 (2011) 25-0010-07 中图分类号：TM 71 文献标志码：A
《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、引言随着全球能源结构的转型和环保意识的提升，风力发电作为清洁、可再生的能源，正受到越来越多的关注。
然而，由于风速的随机性和不稳定性，风电功率的预测变得尤为关键。
本文旨在探讨风电功率短期预测的方法，以期提高风电并网效率和电网的稳定性。
二、风电功率预测的重要性风电功率的短期预测对于电力系统的稳定运行具有重要意义。
首先，准确的预测可以帮助调度中心合理安排电力调度，减少因风速变化引起的电力供应波动。
其次，预测能够为电力系统提供参考依据，使风电并网更稳定、高效，进而促进新能源的发展和传统能源的逐步替代。
最后，短期预测技术也是提升电力行业对环境因素反应能力，提升风力发电市场竞争力的关键。
三、风电功率短期预测方法目前，风电功率短期预测的方法主要包括物理方法、统计方法和组合方法等。
（一）物理方法物理方法基于大气动力学和气象学原理，通过分析历史气象数据和风速数据，建立风速和风电功率的物理模型。
这种方法需要大量的气象数据和计算资源，但预测精度较高。
（二）统计方法统计方法主要利用历史数据和统计模型进行预测。
这种方法不需要复杂的物理模型和大量的计算资源，但需要足够的历史数据支持。
常用的统计模型包括时间序列分析、神经网络等。
其中，神经网络模型具有较高的预测精度和适应性，在风电功率短期预测中得到了广泛应用。
（三）组合方法组合方法是将物理方法和统计方法相结合，充分利用两种方法的优点。
这种方法既考虑了风速的物理特性，又利用了历史数据的统计规律，提高了预测精度。
常见的组合方法包括混合模型、集成学习等。
四、研究进展与挑战近年来，随着人工智能技术的发展，深度学习在风电功率短期预测中得到了广泛应用。
基于深度学习的模型能够更好地捕捉风速和风电功率的非线性关系，提高了预测精度。
然而，目前的风电功率预测仍面临一些挑战，如数据质量、模型复杂度、计算资源等。
此外，如何将物理方法和统计方法更好地结合也是未来研究的重要方向。
基于非参数回归模型的短期风电功率预测 (1)
基于非参数回归模型的短期风电功率预测王彩霞,鲁宗相,乔 颖,闵 勇,周双喜(电力系统国家重点实验室,清华大学电机系,北京市100084)摘要:随着风电接入规模的增加,风电功率预测日益重要。
非参数估计方法是模型估计和预测的典型方法之一,在国内短期风电功率预测中尚无应用。
文中将非参数回归技术应用于短期风电功率预测,包括风电功率点预测和风电功率概率区间预测。
首先,基于非参数回归模型,建立风速与风电功率之间的转换模型,得到风电功率的点预测值;其次,基于经验分布模型与非参数回归技术,建立风电功率预测误差的概率分布函数,得到风电功率预测值的概率区间。
以内蒙古某风电场为例,验证了将非参数回归技术应用于风电功率预测的有效性。
关键词:风力发电;功率预测;点预测;概率区间预测;非参数回归收稿日期:2010 02 13;修回日期:2010 06 17。
0 引言近年来,并网型风电发展迅猛,风电的波动性已给电网调度带来严峻的挑战。
风电功率预测是解决风电波动、实现风电与电力系统传统电源联合优化运行的关键技术之一。
风电功率预测按照预测的时间尺度划分一般分为超短期、短期和中长期预测[1]。
超短期预测一般指6h 以内的预测,预测结果用于电力系统的在线优化运行,常采用基于历史风电功率数据的时间序列分析方法进行预测,例如自回归滑动平均(ARM A)模型[2 3]、Kalman 滤波[4]等。
短期预测一般指对未来6h~48h 风电功率输出的预测,预测结果是电网安排日发电计划或进行电力市场交易的基础。
中长期预测一般指未来几天的预测,预测结果主要用于安排风电机组的检修计划等。
在实际应用中,短期预测和超短期预测应用较多。
本文的研究对象为短期预测。
由于天气状况在未来6h~48h 内一般有较大的变化,因此,短期预测主要依赖于数值天气预报(numeric w eather predictio n,NWP ),通过建立NWP 的气象信息与风电功率输出之间的关系模型,将预测时段内的气象信息转换为风电功率输出。
《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、引言随着能源需求的持续增长，可再生能源尤其是风力发电的快速发展已受到广泛关注。
风电场的短期功率预测，不仅对于保障电网稳定运行具有关键意义，还有助于提高风电的利用率和经济效益。
然而，由于风力资源的复杂性和不确定性，风电场功率的短期预测仍面临诸多挑战。
本文旨在研究风电场功率短期预测方法的优化，以提高预测精度和可靠性。
二、风电场功率短期预测的重要性风电场功率的短期预测对于电力系统的稳定运行具有重要意义。
首先，准确的预测有助于电力调度部门合理安排电力生产和调度，减少因风力波动导致的电力损失。
其次，对于风电的并网运行，准确的预测可以有效地平衡电力系统的供需关系，降低备用容量的需求。
此外，风电场短期功率预测还有助于提高风电的利用率和经济效益，促进风电产业的持续发展。
三、现有风电场功率短期预测方法及问题目前，常用的风电场功率短期预测方法包括物理方法、统计方法和组合方法等。
物理方法主要基于风力资源的物理特性和大气环境条件进行预测；统计方法则主要依靠历史数据和统计模型进行预测；组合方法则综合了物理方法和统计方法的优点。
然而，这些方法仍存在一些问题和挑战，如对复杂气象条件的适应性、预测精度和实时性等。
四、风电场功率短期预测方法优化研究针对现有风电场功率短期预测方法的不足，本文提出以下优化策略：1. 引入多源数据融合技术：除了传统气象数据外，结合卫星遥感、雷达探测等新技术获取更丰富的信息源，提高预测模型的准确性和可靠性。
2. 优化预测模型：根据实际风力特性和电网需求，对现有预测模型进行改进和优化，提高模型的适应性和预测精度。
3. 引入机器学习和人工智能技术：利用机器学习和人工智能技术对历史数据进行深度学习和分析，挖掘数据间的潜在关系和规律，提高预测精度和实时性。
4. 考虑风力资源的不确定性：在预测过程中充分考虑风力资源的不确定性因素，如大气环境变化、地形地貌等，以提高预测结果的稳定性和可靠性。
风力发电场的风能预测研究
风力发电场的风能预测研究一、引言随着全球气候变化的加剧以及环境污染的日益严重，清洁能源逐渐成为世界各国政府广泛关注的领域。
其中，风能作为一种重要的可再生能源，已经得到了全世界越来越多的重视。
然而，由于自然风力的不稳定性和不可预测性，风力发电场的稳定发电一直是一个难题，而风能预测技术的研究就成为了解决这一难题的关键。
二、风能预测的研究现状目前，国内外许多学者致力于风能预测的研究。
风能预测主要分为三种类型：短期预测、中期预测和长期预测。
1.短期预测短期预测一般是指0-6小时的时间范围内的风能预测。
常用的方法包括基于物理模型的预测法、时间序列分析法、神经网络法、回归分析法等。
基于物理模型的预测法是通过对大气流场状态方程及边界条件的描述来计算风能预测值的方法。
这种方法需要大量的输入数据，例如气象观测数据、地形数据、空气温度和湿度等，预测精度较高，但计算量大且对数据质量要求高。
时间序列分析法是一种基于历史数据的统计分析方法，它通过对历史数据进行时间序列分析，建立预测模型来进行风能预测。
这种方法需要大量的历史数据作为输入，预测精度较高，但需要对历史数据进行特征提取和处理，预测精度受历史数据质量的影响。
神经网络法是基于模式识别理论构建的一种非参数预测方法。
它通过对历史数据的处理，利用神经网络建立预测模型，预测精度较高，但需要大量的历史数据和对数据进行特征提取和处理。
回归分析法则是通过对多个影响因素的回归分析来进行风能预测的方法。
这种方法需要对多种影响因素进行分析，包括地面气象数据、地形数据、气压数据等，预测精度较高，但对数据质量要求较高。
2.中期预测中期预测一般是指6小时到72小时的时间范围内的风能预测。
中期预测的方法包括物理模型法、基于统计模型的预测法、基于数据挖掘的预测法等。
物理模型法与短期预测中的基于物理模型的预测法相同，需要大量的输入数据和计算量，但是预测精度相对较高。
基于统计模型的预测法一般是通过对历史数据进行统计分析，建立预测模型来进行预测。
《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、引言随着全球能源结构的转型和环保意识的提高，风力发电作为清洁可再生能源的代表，越来越受到人们的关注。
然而，风力发电的间歇性和随机性给电网的稳定运行带来了挑战。
因此，对风电功率进行短期预测，对于提高电网的调度效率和稳定性具有重要意义。
本文旨在研究风电功率短期预测的方法，以期为相关研究和应用提供参考。
二、风电功率短期预测的意义风电功率短期预测是指在较短的时间范围内（如几分钟至几小时）对风力发电的功率进行预测。
这种预测对于电力系统的调度、优化以及电力市场的运作都有着重要的意义。
准确的短期预测可以帮助电力调度中心合理安排电网的运行，减少能源的浪费，提高电网的稳定性。
同时，它也能为电力市场的运营提供数据支持，帮助制定合理的电价策略。
三、风电功率短期预测方法研究目前，风电功率短期预测的方法主要包括物理方法、统计方法和组合方法。
1. 物理方法物理方法主要是基于风力发电的物理原理和气象学知识进行预测。
这种方法需要大量的气象数据和风力发电设备的运行数据，通过建立数学模型来描述风力发电的物理过程。
虽然这种方法具有较高的预测精度，但需要大量的计算资源和专业的人员进行建模和维护。
2. 统计方法统计方法主要是通过分析历史数据来预测未来的风电功率。
这种方法需要收集大量的历史风电功率数据、气象数据以及其他相关数据，通过统计分析来建立预测模型。
常见的统计方法包括线性回归、时间序列分析、神经网络等。
统计方法的优点是简单易行，对数据的要求较低，但预测精度受历史数据的质量和数量的影响较大。
3. 组合方法组合方法是将物理方法和统计方法结合起来进行风电功率预测。
这种方法可以充分利用物理方法和统计方法的优点，提高预测精度。
组合方法的具体实现方式可以根据具体的应用场景和数据进行选择。
四、研究展望未来，随着人工智能和大数据技术的发展，风电功率短期预测的方法将更加多样化和智能化。
一方面，可以通过引入更先进的人工智能算法，如深度学习、强化学习等，提高预测精度和稳定性。
《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。
基于优化BP神经网络和非参数估计的风功率区间预测
基于优化BP神经网络和非参数估计的风功率区间预测
崔颢;马平
【期刊名称】《电子设计工程》
【年(卷),期】2022(30)13
【摘要】在含大规模风电的电力系统中,基于风电存在固有的不确定性问题,提出一种基于优化BP神经网络和非参数估计的风功率短期区间预测模型。
通过训练BP
神经网络得到短期风功率点预测值并针对在训练过程中对网络的初始值非常依赖这一问题,采用灰狼优化算法优化网络的初始参数;在风功率点预测的基础上,利用非参数核密度估计来描述预测误差的概率分布,构造出某一置信度下的预测区间。
选取
某一风电场的实际测量数据进行实验,结果证明,所提出的模型具有较好的预测精度。
【总页数】5页(P6-10)
【作者】崔颢;马平
【作者单位】青岛大学电气工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TM614
【相关文献】
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数核密度估计的风电功率概率区间预测3.基于BP神经网络与非参数核密度估计的短期风电功率概率区间预测4.基于VMD-GRU和非参数核密度估计的风电功率概率区间预测5.基于量子遗传算法优化BP神经网络短期风功率预测
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第31卷第25期中国电机工程学报V ol.31 No.25 Sep.5, 201110 2011年9月5日Proceedings of the CSEE ©2011 Chin.Soc.for Elec.Eng.文章编号：0258-8013 (2011) 25-0010-07 中图分类号：TM 71 文献标志码：A 学科分类号：470⋅40 风电功率短期预测及非参数区间估计周松林，茆美琴，苏建徽(合肥工业大学教育部光伏系统工程中心，安徽省合肥市 230009)Short-term Forecasting of Wind Power and Non-parametric Confidence Interval EstimationZHOU Songlin, MAO Meiqin, SU Jianhui(Research Center for Photovoltaic System Engineering Ministry of Education, Hefei University of Technology,Hefei 230009, Anhui Province, China)ABSTRACT: To meet the requirements of network planning, the forecasting system of wind power should provide exact forecasted value and make a reasonable assessment of risk which implied in forecasted values. Artificial neural network was applied to forecasting wind speed and wind direction, and wind power forecasting results were achieved according to the measured power curve. The uncertainty factors of the wind power forecasting were analyzed, and a non-parametric confidence interval estimation method was proposed based on analyzing the statistical characteristics of forecast errors. By means of the method, a probability density function model for forecasting errors in each power section was established, and the probabilistic forecasting results of wind power were obtained on the base of deterministic forecasting. The practicality and effectiveness of the proposed approach are verified by simulation results.KEY WORDS: wind power forecasting; measured power curves; forecast error distribution; confidence interval; non-parametric estimation摘要：为满足电网规划的要求，风电功率预测系统不仅需要提供确切的预测值，还应该对预测值包含的风险做出合理的评估。
利用人工神经网络预测风速、风向，并根据实测功率曲线获得风电功率预测值。
分析了造成风电功率预测结果不确定的影响因素，提出一种基于预测误差分布特性统计分析的非参数置信区间估计方法，对各功率分区内的预测误差概率密度函数进行建模，并在确定性预测基础上求取概率性风电功率预测值。
仿真结果验证了该方法的实用性与有效性。
关键词：风电功率预测；实测功率曲线；预测误差分布；置信区间；非参数估计0 引言对风电场的功率进行短期预测，将使电力调度部门能够提前根据风电功率变化及时调整调度计划，保证电能质量，减少系统的备用容量，降低电力系统运行成本，这是减轻风电系统对电网造成不利影响、提高电网中风电装机比例的一种有效途径。
目前，国内外对于风力发电各种课题的研究越来越深入，但其中关于风电场风速和功率预测的研究还达不到令人满意的程度。
对风电场输出功率的短期预测方法主要包括2种，即物理方法和统计方法[1]，其中物理方法需要很多风机周围的物理信息，应用起来较为复杂。
统计方法只需风速和功率时间序列即可进行预测，较为方便。
常见的统计预测方法有时间序列法[2-3]、神经网络法[4-5]、小波分析法[6]，支持向量机法[7]，组合预测法[8]等，这些方法可以根据风电场的特点和位置，随时修改预测模型，其准确度比较高，所以应用更加广泛。
常规的风电功率预测结果一般都是确定性的点预测，只是给出一个确切的数值，但无法估计该数值可能出现的概率，同时也无法确定预测结果可能的波动范围。
概率性预测结果有助于决策者在电网规划、风险分析、可靠性评估等方面更好地把握数据的变化情况[9]。
为此，从概率的角度实现不确定性的预测和分析具有重要意义。
一些学者在负荷预测中引入了概率性预测方法，能够向决策者提供更多的信息[10-12]。
相关学者对风电功率不确定性预测已经开展了研究，也取得基金项目：国家重点基础研究发展计划项目(973项目) (2009CB219708)；国家自然科学基金项目(51077033)。
The National Basic Research Program (973 Program)(2009CB 219708); Project Supported by National Natural Science Foundation of China (51077033).第25期周松林等：风电功率短期预测及非参数区间估计 11了一些成果[13-16]。
Jeremie Juban等在文献[15]中利用概率密度预测和分位数回归预测2种方法对风电功率进行不确定性预测，取得了较高的预测精度和丰富的概率信息。
P. Pinson在文献[16]中利用模糊神经网络对功率预测的风险进行评估。
Matthias Lange在文献[17]中对风速预测误差和风电功率预测误差进行了统计分析，并指出利用功率曲线将风速转化为功率的同时对预测误差具有放大作用。
文献[18]中，Matthias Lange将短期风速预测的不确定性与气象条件联系在一起，采用主分量分析方法和聚类分析方法，将海平面风速、风向和气压的测量值分成若干类，分别计算每类的预测误差，结果发现不同的气象条件会产生不同的预测误差。
这些方法从不同的角度对风速及电功率预测的不确定性进行了研究，得到了一些有价值的结论。
本文先利用神经网络对风电功率进行间接预测，即先预测风速和风向，再根据实测功率曲线预测风电功率，最后结合风电功率及其预测误差的分布特点，采用非参数区间估计方法对风电功率进行概率性预测。
1 基于神经网络的风电功率确定性预测方法1.1 预测风速及风向根据历史风速及风向数据，分别建立3层逆传播(back propagation，BP)神经网络预测模型(模型1和模型2)对未来1h的风速及风向分别进行预测。
将从测风站获得的历史风速、风向数据分别划分成训练数据集和测试数据集，前者用于对网络进行训练，后者用于检验网络的预测性能。
BP神经网络的性能与隐层节点数N和输入向量的维数m密切相关。
隐层节点数N采用逐渐增加隐层节点数目的增长法确定，即给定容许误差，令N逐渐增加，直到网络的输出满足要求。
输入样本的维数m采用自相关系数法确定，即计算风速或风向时间序列的自相关系数，当自相关系数降至1−e−1 时，将其对应的延时步长作为m值。
1.2 求取实测功率曲线风力发电机组的实际功率曲线因受到机组运行状态、空气密度、地形以及其他机组尾流等因素的影响而导致偏离理论功率曲线[14]，因此，根据实际的运行数据，采用非线性神经网络建立起的实测功率曲线更符合实际。
本文采用BP神经网络对该功率曲线进行逼近，即以各时刻的风速、风向角的正弦值和余弦值作为网络的输入，该时刻的输出功率为网络输出，利用训练样本对该网进行训练从而构建功率曲线拟合模型(模型3)。
1.3 预测风电机组输出功率利用风速、风向的预测值以及实测功率曲线拟合模型，就能够对输出功率进行预测。
将每个时刻的风速预测值、风向角预测结果的正弦值和余弦值组成3维输入样本，输入到模型3，该模型的输出就是该时刻功率预测值。
2 风电功率预测不确定性分析2.1 风速及风电功率特性由于受气候、地理条件等诸多因素的影响，风速的变化具有复杂性和不确定性，这导致风速预测建模的难度加大，预测误差较大；对于一个风电场，中等水平的风速较多，这对应于功率曲线的线性放大区，使得较小的风速预测误差也会产生很大的功率预测误差。
因此，功率预测比风速预测要难，其预测结果的不确定性更为明显。
2.2 预测模型从预测算法的角度看，传统算法的泛化能力较差。
神经网络算法已成为风速预测的一种常用算法，该算法以经验风险最小化为原则，追求样本趋于无穷时的最优解。
然而，由于有些风电场运营时间较短，历史风速及其相关数据不充足，因此，预测建模属于有限样本问题。
神经网络建模技术所强调的训练误差最小化的做法，易引起模型对样本数据的过拟合，从而导致模型的泛化能力较差。
支持向量机算法以结构风险最小为原则，提高了模型的泛化能力，特别适合有限样本问题，在风电功率预测领域已被广泛应用，但其模型参数的选择较为困难，往往得不到最佳参数。
由于每种预测模型都存在固有的缺点，即使通过算法改进，其预测精度的提高都是有限的，其预测结果当然存在较大的不确定性。
2.3 预测因子的选择对任何一种预测模型，选择不同的预测因子作为模型输入对预测结果的影响是很大的。
对于一般统计预测，风电功率影响因子有历史功率、风速、风向、温度、湿度、气压等，这些因子之间有些是12 中 国 电 机 工 程 学 报 第31卷相关的，有些是不相关的。
影响因子选择过少会造成信息缺失，不能充分反映风电功率的变化规律，选择过多又导致信息冗余，模型泛化性能下降。
所以，影响因子的选择是造成预测结果不确定性的重要原因之一。