[發(fā)明專利]一種風(fēng)電場短期風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310429339.9
• 申請(qǐng)日: 2013-09-18
• 公開（公告）號(hào): CN103473618A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電機(jī)學(xué)院
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06N3/02
• 代理公司: 上海思微知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電場的功率預(yù)測與控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)電場短期風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

風(fēng)能是一種清潔無污染的可再生能源，利用風(fēng)能帶動(dòng)風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生電能是一種有效的發(fā)電方式，尤其在當(dāng)前環(huán)境問題受到日益嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)下，世界各國對(duì)新能源的開發(fā)越來越重視。近年來，隨著科技的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電在我國得到了持續(xù)快速的發(fā)展，截止目前，我國風(fēng)電裝機(jī)容量已超過7000萬KW,風(fēng)電并網(wǎng)容量突破5000萬KW。隨著電網(wǎng)和風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，將有更多的風(fēng)電并入電網(wǎng)。然而，風(fēng)具有隨機(jī)變化的特性，風(fēng)電機(jī)組的輸出功率與風(fēng)速的三次方成正比，因此，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出具有較大的波動(dòng)性和間歇性，大規(guī)模的風(fēng)電并入電網(wǎng)將會(huì)對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量和電網(wǎng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,尤其對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度的影響極其明顯，風(fēng)力發(fā)電的在電網(wǎng)中的極限穿透功率也因此受到了挑戰(zhàn)。

然而，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)性和間歇性給電網(wǎng)調(diào)度帶來的問題，一套準(zhǔn)確的風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)可以促進(jìn)電力系統(tǒng)的可調(diào)度性以及電網(wǎng)功率平衡。一方面，通過對(duì)風(fēng)電場輸出功率的準(zhǔn)確預(yù)測，電網(wǎng)調(diào)度部門可以根據(jù)風(fēng)電場的出力以及負(fù)荷情況提前制定調(diào)度計(jì)劃，有效分配火電，水電，等常規(guī)發(fā)電機(jī)組的功率輸出，減少系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)備用容量，降低電力系統(tǒng)運(yùn)行成本；另一方面，準(zhǔn)確的風(fēng)功率預(yù)測解決了電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電的擔(dān)憂，從而可以提高風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中的極限穿透功率。因此，對(duì)于風(fēng)電場短期風(fēng)功率預(yù)測的研究具有十分重要的意義。

國外對(duì)于風(fēng)電場短期風(fēng)功率預(yù)測早有研究，并且也做出實(shí)際的短期風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，在部分風(fēng)電場也得到了運(yùn)用，效果也很明顯。國內(nèi)對(duì)于風(fēng)電場短期功率預(yù)測系統(tǒng)也有一定的研究，但是大部分系統(tǒng)的預(yù)測準(zhǔn)確度都還不高，而且系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，可操作性差；將國外的風(fēng)電預(yù)測系統(tǒng)用于國內(nèi)風(fēng)電場，又由于風(fēng)電場條件的差異性，使得預(yù)測準(zhǔn)確度降低，無法取得應(yīng)有的效果。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種風(fēng)電場短期風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場短期出力的準(zhǔn)確預(yù)測。

為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種風(fēng)電場短期風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，至少包括：

預(yù)處理模組，獲取風(fēng)電場歷史預(yù)測功率及對(duì)應(yīng)的歷史實(shí)際輸出功率，并進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)通過計(jì)算得出兩者間的偏差功率；

BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模組，包含BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其將預(yù)處理后的歷史預(yù)測功率與所得偏差功率接入該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，并把預(yù)處理后的歷史實(shí)際輸出功率作為該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出端對(duì)該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；

預(yù)測模組，根據(jù)同一風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)預(yù)測當(dāng)前風(fēng)功率，得到預(yù)測功率，并進(jìn)行預(yù)處理；

最終預(yù)測功率獲得模組，將該預(yù)處理模組計(jì)算獲得的偏差功率與該預(yù)測模組預(yù)處理后的預(yù)測功率接入該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練模組訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，通過該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出端輸出最終期望得到的預(yù)測功率。

進(jìn)一步地，該風(fēng)電場歷史預(yù)測功率是指由該風(fēng)電場的原有風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)在過去長時(shí)間內(nèi)的所有預(yù)測功率，風(fēng)電場歷史實(shí)際輸出功率是指在過去長時(shí)間內(nèi)從該風(fēng)電場的SCADA監(jiān)控系統(tǒng)中獲得的風(fēng)電場實(shí)際輸出功率，且該實(shí)際輸出功率與歷史預(yù)測功率相對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步地，該預(yù)處理指的是剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，該些錯(cuò)誤數(shù)據(jù)是由于風(fēng)機(jī)測風(fēng)儀器故障、風(fēng)機(jī)正常或非正常停機(jī)數(shù)據(jù)以及通信故障所引起的。

進(jìn)一步地，該風(fēng)電場具有自己獨(dú)立的風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)，并且具有足夠的穩(wěn)定性，在該預(yù)測系統(tǒng)下有大量的歷史數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，該同一風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)是指該風(fēng)電場一直沿用的，與獲取歷史預(yù)測功率相同的風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種風(fēng)電場短期風(fēng)功率預(yù)測方法，包括如下步驟：

步驟一，獲取風(fēng)電場歷史預(yù)測功率及對(duì)應(yīng)的歷史實(shí)際輸出功率，并進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)通過計(jì)算得出兩者間的偏差功率；

步驟二，將預(yù)處理后的歷史預(yù)測功率與所得偏差功率接入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端,并把處理后的歷史實(shí)際輸出功率作為該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出端對(duì)該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練；

步驟三，根據(jù)同一風(fēng)功率預(yù)測系統(tǒng)預(yù)測當(dāng)前風(fēng)功率，得到預(yù)測功率，并進(jìn)行預(yù)處理；

步驟四，將步驟一計(jì)算獲得的偏差功率與步驟三預(yù)處理后的預(yù)測功率接入經(jīng)步驟二訓(xùn)練后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端，通過該BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出端輸出最終期望得到的預(yù)測功率。