风电功率预测系统功能规范

风电功率预测系统功能规范（试行）

前言

为了规范风电调度技术支持系统的研发、建设及应用，特制订风电功率预测系统功能规范。本规范制订时参考了调度自动化系统相关国家标准、行业标准和国家电网公司企业标准。制订过程中多次召集国家电网公司科研和生产单位的专家共同讨论，广泛征求意见。本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、信息要求、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。本规范由国家电网公司国家电力调度通信中心提出并负责解释；本规范主要起草单位：中国电力科学研究院、吉林省电力有限公司。本规范主要起草人：刘纯、裴哲义、王勃、董存、石永刚、范国英、郭雷。

1范围

1.1本规范规定了风电功率预测系统的功能，主要包括预测时间尺度、数据准备、数据采集与处理、功率预测、统计分析、界面要求、安全防护、接口要求及性能指标等。

1.2本规范用于指导电网调度机构和风电场的风电功率预测系统的研发、建设和应用管理。本规定的适用于国家电网公司经营区域内的各级电网调度机构和风电场。

2术语和定义

2.1风电场Wind Farm由一批风电机组或风电机组群组成的发电站。

2.2数值天气预报Numerical Weather Prediction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，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。

2.3风电功率预测Wind Power Forecasting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，得到风电场未来的输出功率；预测时间尺度包括短期预测和超短期预测。

2.4短期风电功率预测Short term Wind Power Forecasting未来3天内的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。

2.5超短期风电功率预测ultra-short term Wind Power Forecasting

0h~4h的风电输出功率预测，时间分辨率不小于15min。

3数据准备

风电功率预测系统建模使用的数据应包括风电场历史功率数据、历史测风塔数据、历史数值天气预报、风电机组信息、风电机组及风电场运行状态、地形地貌等数据。

3.1风电场历史功率数据风电场的历史功率数据应不少于1a，时间分辨率应不小于5min。

3.2历史测风塔数据a）测风塔位置应在风电场5km范围内；b）应至少包括10m、70m及以上高程的风速和风向以及气温、气压等信息；c）数据的时间分辨率应不小于10min。

3.3历史数值天气预报历史数值天气预报数据应与历史功率数据相

对应，时间分辨率应为15min，应包括至少三个不同层高的风速和风向以及气温、气压、湿度等参数。

3.4风电机组信息风电机组信息应包括机组类型、单机容量、轮毂高度、叶轮直径、功率曲线，并网时间、位置（经、纬度）等。

3.5风电机组及风电场运行状态风电机组及风电场运行状态数据应包括风电机组故障及人为停机记录、风电场开机容量和限电记录。3.6地形地貌数据

3.6.1地形数据应为CAD文件，包括对风电场区域内10km范围地势变化的描述。

3.6.2地貌数据应通过实地勘测或卫星地图获取，包括对风电场区域内20km范围内粗糙度的描述。

4数据采集与处理

风电功率预测系统实时运行需要的数据应包括数值天气预报数据、实时测风塔数据、实时输出功率数据、风电机组及风电场运行状态等。

4.1实时数据的采集所有数据的采集均可自动完成，并可通过手动方式录入。

4.1.1数值天气预报数据应能定时自动获取。

4.1.2风电功率预测系统所用的实时气象数据应满足以下要求：a）测风塔位置应在风电场5km范围内且不受风电场尾流影响，宜在风电场主导风向的上风向；b）应至少包括10m、70m及以上高程的风速、风向、气温、气压等信息，时间分辨率应不小于5min,,c）风电场风电功率预测系统应通过GPRS或光纤采集测风塔

实时气象信息，时间间隔不大于5min；d）风电场应通过电力调度数据网向电网调度机构风电功率预测系统传送风电场实时气象数据，时间间隔不大于5min。

4.1.3风电场实时功率数据的采集频率应小于5min，其中：a）电网调度机构的风电功率预测系统的数据应取自所在安全区的基础数据平台；b）风电场端风电功率预测系统的数据应取自风电场升压站计算机监控系统。

4.1.4风电机组状态数据的采集频率应小于15min，其中：a）电网调度机构的风电功率预测系统的数据应通过电力调度数据网由风电场端风电功率预测系统获取；b）风电场端风电功率预测系统的数据应取自风电场计算机监控系统。

4.2数据的处理所有数据存入数据库前必须进行完整性及合理性检验，并对缺测和异常数据进行修正。

4.2.1完整性检验a）数据数量应等于预期记录的数据数量；b）数据的时间顺序应符合预期的开始、结束时间，中间应连续。

4.2.2合理性检验a）应对功率、数值天气预报、测风塔等数据进行越限检验，可手动设置限值范围；b）应对功率的变化率进行检验，可手动设置变化率限值；c）应对功率的均值及标准差进行检验；d）应对测风塔不同层高数据进行相关性检验；e）应根据测风数据与功率数据的关系对数据进行相关性检验。

4.2.3不合理及缺测数据的处理f）缺测功率数据应以前后相邻时刻的数据进行插补；g）大于装机容量的功率应以装机容量替代；h）小

于零的功率应以零替代；i）其余不合理功率应以前一时刻功率替代；j）测风塔缺测及不合理数据以其余层高数据根据相关性原理进行修正；不具备修正条件的以前后相邻时刻的数据进行插补；k）数值天气预报缺测及不合理数据应以前后相邻时刻的数据进行插补；l）所有经过修正的数据应以特殊标示记录。m）所有缺测和异常数据均可由人工补录或修正。

4.3数据的存储a）应存储系统运行期间所有时刻的数值天气预报数据；b）应存储系统运行期间所有时刻的功率数据、测风塔数据，并将其转化为15min平均数据；c）应存储每次执行的短期风电功率预测的所有预测结果；d）应存储每15min滚动执行的超短期风电功率预测的所有预测结果；e）预测曲线经过人工修正后应存储修正前后的所有预测结果；f）所有数据应至少保存10a。

5风电功率预测

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，5.1预测的空间要求

5.1.1预测的最小单位为单个风电场。

5.1.2风电场端的风电功率预测系统能够预测本风电场的输出功率。

5.1.3电网调度端的风电功率预测系统应能够预测单个风电场、局部控制区域和整个调度管辖区域的风电输出功率。

5.2预测的时间要求