[發明專利]一種依據數值天氣預報的風電場功率預測方法

在審

• 申請號: 201310595135.2
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103617454A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 岳捷;申燭;孟凱峰;陳欣;馬龍;張寧
• 申請（專利權）人: 中能電力科技開發有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;張煥亮

技術領域

本發明涉及功率預測技術領域，特別涉及一種依據數值天氣預報的風電場功率預測方法。

背景技術

風電具有波動性、間歇性、低能量密度等特點。隨著風力發電裝機容量的迅猛發展，風電的這一特點對于電網的安全、穩定運行及電能質量的影響越來越明顯。準確對風電場輸出功率進行預測，能使電力調度部門提前根據風電功率變化而調整調度計劃，進而保證電能質量，減少電網備用容量，降低電網運行成本。這是減輕風電對電網造成不利影響的一種有效途徑。

在風電場功率預測系統中，短期（未來0-48小時）數值氣象預報的精度決定了短期功率預測的精度，數值天氣預報（NWP，Numerical?Weather?Prediction）是根據大氣實際情況，在一定初值和邊值條件下，通過數值計算，求解描寫天氣演變過程的流體力學和熱力學方程組，預報未來天氣的方法。目前國內外風電場功率預測系統均基于短期數值氣象預報技術開發，由短期數值氣象預報提供風速、風向等氣象預測數據，風電場功率預測系統依據上述氣象預測數據計算功率預測數據，每日定時（由發布到上報的時間一般不超過2小時）向考核機構上報預測結果。

短期數值氣象預報必須使用全球譜模式氣象預報數據提供初始氣象場和側邊界條件，目前國內外多個專業氣象科研機構每日定時發布全球譜模式氣象預報數據（全球譜模式氣象預報數據發布時間大致相同，數據壓縮打包算法不同導致數據包容量大小不一致），為短期數值氣象預報業務應用提供了多樣選擇。通過上述短期數值氣象預報輸出風電場區域短期預測風速、風向等氣象變量，為風電場功率預測提供數據支持。

業務實踐證明，采用現有技術依據短期數值氣象預報進行功率預測的過程中，有可能出現全球譜模式氣象數據下載失敗或是預報軟件主程序因時間積分步長設置過大不穩定運行導致的中斷故障，以上故障會嚴重影響風電場功率預測業務系統的可靠性，導致無法按時向考核機構上報預測結果。

發明內容

本發明提供一種依據數值天氣預報的風電場功率預測方法，解決現有技術中會出現故障的問題，以較低成本實現短期數值氣象預報業務系統可靠運行。

所述的依據數值天氣預報的風電場功率預測方法，包括步驟：

A、下載多套全球譜模式氣象預報數據源，依據選定的數據源分別進行前處理運算，輸出初值和邊界值；

B、預先配置多套大氣動力和物理參數方案，依據所述初值和邊界值運行主程序運算，分別求解氣象預報變量；

C、進行后處理運算，提取氣象預報變量值；

D、依據氣象預報變量進行風電場功率預測。

由上，采用多數據源以及參數方案進行前處理運算以及主程序運算，由此，當其中的運算過程出現故障時，可以采用其他數據源或參數重新運算，解決現有技術中會出現故障的問題，以較低成本實現短期數值氣象預報業務系統可靠運行。

可選的，所述步驟A中，下載4套全球譜模式氣象預報數據源，判斷是否出現下載故障，若出現下載故障，則選取6或12小時前所下載的數據源進行前處理運算。

由上，在下載過程中，當出現所選擇的所有下載源全部下載故障的極端情況，還可采用前次下載源，由上，提高可靠性，保證正常運行。

可選的，預先設定下載時限，逾期未下載完成則判斷為出現下載故障。

可選的，所述步驟A還包括：依據下載耗時選擇2套首選數據源和2套備選數據源。

由上，通過同時啟動兩個數據源的前處理程序，避免因單一全球譜模式氣象預報數據源故障導致前處理中斷，極大地提高了數值氣象預報系統前處理階段的可靠性。

可選的，所述步驟A與步驟B之間，還包括：判斷依據首選數據源進行的前處理運算是否出現故障，若出現故障，則選擇備選數據源重新進行前處理運算。

由上，可及時通過備選方案的數據源進行前處理運算，以保證兩個前處理運算同時運行。

可選的，所述步驟B之前，還包括步驟B1：為前處理運算輸出的初值和邊界值預置至少2套主程序參數方案，包括大氣動力和物理參數方案，還包括時間積分步長，針對初值和邊界值啟動主程序參數方案進行歷史氣象預報測試，依據誤差確定最優主程序參數方案。

可選的，所述步驟B之后還包括步驟B2：預先設定主程序運算的輸出結果時限，逾期未輸出結果則判定主程序運算出現故障。

可選的，步驟B2判定主程序運算出現故障時，調整時間積分步長，并重新啟動主程序運算。

由上，及時通過修改過的主程序參數方案，通過調整時間積分步長使主程序運行更加穩定，以保證兩個主程序運算同時運行。