[發明專利]一種通用風電功率短期預報方法

有效

• 申請號: 201010550129.1
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN102005760A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 孫川永;魏磊;姜寧;孫強;高媛媛;于廣亮;張琳
• 申請（專利權）人: 西北電網有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 汪人和

【技術領域】

本發明涉及風力發電系統領域，尤其涉及短期風電功率預報方法，具體地說是利用高分辨率數值模式結合風機功率曲線進行風電場風電功率預報的方法。

【背景技術】

近年來，能源危機和環境問題的不斷加劇，引起了國際社會和公眾的高度關注，為了克服能源供需矛盾的制約，促進經濟的可持續發展，改善人居環境，大力發展包括風能在內的可再生能源已成為各國政府和科技界廣泛關注的焦點。在這種形勢下，中國的風力發電事業呈現了良好的發展勢頭，大型并網風力發電發展迅速，國家相繼在酒泉、新疆、江蘇、蒙東、蒙西、吉林、河北規劃了七個千萬千瓦級風電基地。其中酒泉千萬千瓦級風電基地已完成建設規劃，部分風電場已并網發電。

電力系統最大的特點是實時動態平衡，也就是要保證每一個時刻所發出來的電與所消耗的電剛好平衡，才能保證電力系統的穩定和安全。在風力發電接入電力系統之前，電力系統面對的是可以預測的負荷和可以控制的電源，在負荷預測的基礎上，通過對發電的調度控制來保證電力系統的實時動態平衡。

當風電作為一種電源接入到電力系統的時候，其間歇性和波動性，增大了電力系統的調峰難度，如果對風電不做預、測和調度管理的話，就要求在電力系統當中留有與風電容量相等的備用容量，平衡風電的波動。隨著風電在電源中比例的增加，電力系統的峰谷差進一步變大，這就需要進行更大幅度的調峰，如果仍然采用電力系統留全部風電容量備用的方式，電力系統將無法正常運行。

而單純的增加旋轉備用容量有一系列的缺點，首先火電機組平均負荷率、平均出力下降，使得的電力系統運行的經濟性降低；其次我國80％的以上的機組為火電機組，利用火電平衡風電，進行調峰的話會使煤耗增加，溫室氣體排放量增加；另外火電機組其最低調峰極限大致在50％-60％，隨著風電裝機比例的增加如果電力系統的峰谷差大于系統最低調峰極限的時候，風電就會遭遇限電，不能接入到電力系統中來。

為了保證風電大規模接入，最好的方法就是改善電源結構、增加調峰電源的數量如水電、抽水蓄能、氣電等，其次就是建設大功率快充、快放儲能設備，但無論是改變電源結構還是儲能設備的開發，目前還很難一蹴而就，已有經驗表明建設預報較為準確、功能較為完備的風電功率預報系統，是解決風電大規模并網運行的關鍵措施之一。

對風電場輸出功率進行預測，把風電功率納入電網的調度計劃，可以使電力調度部門根據預測結果，對電力生產和調度做出更為合理、有效的計劃安排，對于調度安排系統的發電計劃、保證電力系統的安全穩定運行、降低備用容量和運行成本以及對電力市場進行有效的管理等都具有重要意義，是解決大規模風電接入電網后電網調度問題的有效措施之一。

Erik?L.、Frank、Bailey等學者在文獻1.“Wind?Power?Meteorology.Part?II：Siting?and?Models.”(Wind?Energy.1998，1：55-72.)2.“Modellingthe?Wind?Climate?of?Ireland.”(Boundary-Layer?Meteorology，1997，85：359-378.)3.“Short-Term?Wind?Forecasting.”(Proceedings?of?the?European?Wind?Energy?Conference，Nice，Frace，1-5March?1999，PP.1062-1065，ISBN1?902916?X.)中指出采用數值預報模式和風電功率統計預報模型相結合的集成系統進行預報，是風電場風電功率短期預報的有效方法。其主體思想是利用數值天預報提供風機輪轂高度的風速、風向等預報信息，然后利用風速與風向的預報資料和同期的風電場風電功率記錄資料建立風電功率預報統計模型進行風電功率預報。