[發(fā)明專利]一種風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410499648.8
• 申請(qǐng)日: 2014-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN104200290B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文明;彭建春;謝欣濤;盛鹍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司;國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G06F17/00
• 分類號(hào): G06F17/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)43001
• 代理人: 周詠,林毓俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

目前，風(fēng)力發(fā)電在全球迅猛發(fā)展。風(fēng)電功率由于固有的波動(dòng)性和間隙性，它被電力網(wǎng)吸納的充分度取決于其預(yù)測(cè)方法的準(zhǔn)確性和快速性。

現(xiàn)有的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法，以多個(gè)時(shí)間點(diǎn)甚至一天為一個(gè)周期，建立該周期內(nèi)從氣象因素到風(fēng)電功率的一個(gè)映射關(guān)系、實(shí)現(xiàn)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)。一旦建立起這個(gè)映射關(guān)系，就可以預(yù)測(cè)一個(gè)周期內(nèi)各時(shí)間點(diǎn)的風(fēng)電功率?，F(xiàn)有方法預(yù)測(cè)速度快，但由于一個(gè)周期內(nèi)要考慮的時(shí)間點(diǎn)多、氣象因素變化復(fù)雜，映射關(guān)系不僅非線性度高、對(duì)氣象因素波動(dòng)模式和幅度不夠敏感，準(zhǔn)確度不高，而且映射關(guān)系的建立需要大量歷史數(shù)據(jù)、計(jì)算量大。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有方法的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法，以提高風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，并且減少計(jì)算量。

本發(fā)明提供的是一種基點(diǎn)氣象近鄰聚合的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法。在本發(fā)明中，以預(yù)測(cè)風(fēng)電功率的時(shí)間點(diǎn)為基點(diǎn)，在對(duì)歷史數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，以基點(diǎn)的氣象為核心對(duì)歷史氣象記錄進(jìn)行近鄰聚合。再對(duì)聚合中氣象記錄的氣象因素去相關(guān)降維、得到獨(dú)立因素。然后根據(jù)正則化徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)的映射關(guān)系建立獨(dú)立因素值到風(fēng)電功率標(biāo)準(zhǔn)化值的函數(shù)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電功率預(yù)測(cè)。

具體來說，本發(fā)明提供的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法，包括以下步驟：

(1)以預(yù)測(cè)風(fēng)電功率的時(shí)間點(diǎn)為基點(diǎn)，采集影響風(fēng)電功率的氣象因素的歷史數(shù)據(jù)和風(fēng)電功率的歷史數(shù)據(jù)，形成歷史氣象因素記錄和歷史風(fēng)電功率記錄的矩陣形式；

(2)將基點(diǎn)氣象因素記錄、歷史氣象因素記錄和歷史風(fēng)電功率記錄分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化；

(3)以基點(diǎn)氣象因素記錄的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果為核心，將歷史氣象因素記錄的標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果按歐氏距離從小到大篩選出n個(gè)記錄，得到基點(diǎn)氣象的近鄰聚合的矩陣形式，其中n為正整數(shù)；

(4)對(duì)近鄰聚合中的氣象因素記錄去相關(guān)降維，得到獨(dú)立因素值矩陣；

(5)根據(jù)正則化徑向基函數(shù)網(wǎng)絡(luò)的映射關(guān)系建立獨(dú)立因素值到風(fēng)電功率標(biāo)準(zhǔn)化值的函數(shù)關(guān)系；

(6)按所述函數(shù)關(guān)系進(jìn)行基點(diǎn)風(fēng)電功率的預(yù)測(cè)。

所述步驟(1)中選取風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓和濕度5個(gè)氣象因素。

所述步驟(3)中n取值為：5≤n≤10。

本發(fā)明方法不僅解決了現(xiàn)有方法中氣象因素復(fù)雜性導(dǎo)致的“氣象因素-風(fēng)電功率”映射關(guān)系非線性度高和計(jì)算量大的問題，而且解決了已有風(fēng)電功率預(yù)測(cè)方法對(duì)氣象因素波動(dòng)模式和幅度不夠敏感的問題，提高了風(fēng)電功率預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，并且預(yù)測(cè)速度快。

附圖說明

附圖1為本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法流程圖，以下通過一個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行說明，本發(fā)明方法包括以下步驟：

(1)依據(jù)風(fēng)電功率的產(chǎn)生過程選取“風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、氣壓、濕度”5個(gè)氣象因素作為風(fēng)電功率的影響因素。采用下標(biāo)編號(hào)i＝1，2，...，5依次標(biāo)示這5個(gè)氣象因素?；c(diǎn)和歷史氣象因素記錄的矩陣形式為：

其中：u_i(t)是編號(hào)為i的氣象因素在時(shí)刻t的記錄、是已知量；列向量u_i是編號(hào)為i的氣象因素的所有記錄；t＝0和t＝1，2，...，k分別是基點(diǎn)和歷史氣象因素記錄對(duì)應(yīng)的時(shí)刻的逆序編號(hào)，k是歷史氣象因素記錄的個(gè)數(shù)、是已知量。即t＝0為預(yù)測(cè)風(fēng)電功率的時(shí)間點(diǎn)，歷史氣象因素記錄一般選取基點(diǎn)之前3～7天內(nèi)的記錄，在3～7天內(nèi)一般均勻取k個(gè)點(diǎn)，k一般取值為288～672。

歷史風(fēng)電功率記錄的列向量形式為：

p＝[p(1)，p(2)，...p(t)，...，p(k)]^T

其中：p(t)是風(fēng)電功率在歷史時(shí)刻t的記錄、是已知量；列向量p是風(fēng)電功率的所有歷史記錄；上標(biāo)符號(hào)T是代數(shù)學(xué)中的矩陣轉(zhuǎn)置運(yùn)算符。

(2)對(duì)氣象因素記錄和歷史風(fēng)電功率記錄分別按下述兩式標(biāo)準(zhǔn)化：

v′_i(t)＝[u_i(t)-ρ(u_i)]/σ(u_i)

y(t)＝[p(t)-ρ(p)]/σ(p)