[發(fā)明專利]應(yīng)用于新建風(fēng)電場的短期功率預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510717213.0
• 申請(qǐng)日: 2015-10-29
• 公開（公告）號(hào): CN106650977A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳捷;張吉;包大恩;姜源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中能電力科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京華夏正合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11017
• 代理人: 韓登營,張煥亮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及風(fēng)電場功率預(yù)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種應(yīng)用于新建風(fēng)電場的短期功率預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

近年來，隨著我國風(fēng)力發(fā)電迅速發(fā)展，短時(shí)間內(nèi)大量新建風(fēng)電場并網(wǎng)投產(chǎn)，這些風(fēng)電場缺乏準(zhǔn)確可靠的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，無法通過傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)建模方法建立高精度短期功率預(yù)測(cè)模型，極大影響了新建風(fēng)電場短期功率預(yù)測(cè)精度。為確保大規(guī)模風(fēng)電安全、可靠、高效的并網(wǎng)運(yùn)行，開發(fā)出滿足工程應(yīng)用的風(fēng)電功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)非常關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于，提供一種應(yīng)用于新建風(fēng)電場的短期功率預(yù)測(cè)方法，包括步驟：

A、利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立新建風(fēng)電場區(qū)域中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)因子與風(fēng)電場前期測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)風(fēng)速之間的歷史數(shù)據(jù)關(guān)系，生成測(cè)風(fēng)塔位置風(fēng)機(jī)輪轂高度的風(fēng)速統(tǒng)計(jì)降尺度模型；

B、依據(jù)風(fēng)電場區(qū)域中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)因子，以及步驟A中所述測(cè)風(fēng)塔位置風(fēng)機(jī)輪轂高度統(tǒng)計(jì)降尺度模型，生成測(cè)風(fēng)塔位置風(fēng)機(jī)輪轂高度的短期預(yù)測(cè)風(fēng)速；

C、依據(jù)風(fēng)速-功率特性曲線解析數(shù)據(jù)以及風(fēng)電場綜合廠用電耗損比例，建立新建風(fēng)電場短期功率預(yù)測(cè)模型，計(jì)算出新建風(fēng)電場短期預(yù)測(cè)功率。

由上，通過對(duì)中尺度模式數(shù)值天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)降尺度，得出測(cè)風(fēng)塔位置風(fēng)機(jī)輪轂高度的短期預(yù)測(cè)風(fēng)速，進(jìn)而建立新建風(fēng)電場短期功 率預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)新建風(fēng)電場整體出力短期預(yù)測(cè)。有效減少了中尺度分辨率不足帶來的不確定性，顯著提高了新建風(fēng)電場短期風(fēng)速預(yù)測(cè)精度，有效解決了新建風(fēng)電場因缺乏風(fēng)機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)無法建立高精度功率預(yù)測(cè)模型的難題。

可選的，步驟A中，所述中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)因子至少包括：500hPa位勢(shì)高度、850hPa位勢(shì)高度、風(fēng)機(jī)輪轂高度的風(fēng)速、風(fēng)向、壓強(qiáng)和相對(duì)濕度。

由上，由于上述預(yù)報(bào)因子可以被較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)，且不同預(yù)測(cè)因子間是弱相關(guān)或無關(guān)的，因此將上述預(yù)報(bào)因子作為BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入量，可以較為精確的對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練。

可選的，步驟A中，還包括對(duì)中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的預(yù)測(cè)因子進(jìn)行歸一化處理。

可選的，步驟C中所述風(fēng)速-功率特性曲線解析數(shù)據(jù)包括：

采用多階高斯函數(shù)擬合風(fēng)速-功率特性曲線，得到風(fēng)速-功率特性曲線的解析函數(shù)P(v)，

P(v)＝a1*exp(-((v-b1)/c1)^2)+a2*exp(-((v-b2)/c2)^2)+a3*exp(-((v-b3)/c3)^2)+a4*exp(-((v-b4)/c4)^2)，

式中v表示風(fēng)速值，ai，bi，ci(i＝1～4)表示多階高斯擬合曲線的常值系數(shù)。

可選的，步驟C中所述風(fēng)電場綜合廠用電耗損比例＝(發(fā)電量—上網(wǎng)電量)/發(fā)電量＝綜合廠用電量/發(fā)電量；

綜合廠用電量＝風(fēng)電場內(nèi)部用電量+主變及場內(nèi)線路損耗電量+電抗器用電量。

可選的，所述新建風(fēng)電場短期功率預(yù)測(cè)模型為N*P(v)*C；

其中N表示風(fēng)電場風(fēng)機(jī)數(shù)量，P(v)表示風(fēng)速-功率特性曲線的解析數(shù)據(jù)，C表示風(fēng)電場綜合廠用電耗損比例。

可選的，步驟A中，所述數(shù)值天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)因子的歷史預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、與中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)因子時(shí)間匹配的風(fēng)電場前期測(cè)風(fēng)塔實(shí)測(cè)風(fēng)速的時(shí)間長度不少于6個(gè)自然月。

可選的，步驟C后還包括：結(jié)合實(shí)際功率對(duì)新建風(fēng)電場短期預(yù)測(cè)功率進(jìn)行校驗(yàn)，依據(jù)校驗(yàn)結(jié)果對(duì)所述新建風(fēng)電場短期功率預(yù)測(cè)模型進(jìn)行修正的步驟。

附圖說明

圖1為本發(fā)明流程圖；

圖2為本發(fā)明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的原理示意圖；

圖3風(fēng)機(jī)的原廠風(fēng)速-功率特性曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于新建風(fēng)電場的短期功率預(yù)測(cè)方法，通過對(duì)中尺度模式預(yù)測(cè)輸出進(jìn)行降尺度運(yùn)算，得出風(fēng)電場前期測(cè)風(fēng)塔所在位置輪轂高度的短期預(yù)測(cè)風(fēng)速，進(jìn)而依據(jù)風(fēng)速-功率特性曲線解析函數(shù)和風(fēng)電場綜合廠用電耗損比例建立新建風(fēng)電場短期功率預(yù)測(cè)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場整體出力的短期預(yù)測(cè)。上述預(yù)測(cè)方法有效減少了中尺度分辨率不足帶來的不確定性，以及新建風(fēng)電場缺少大量歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)致無法建立高精度統(tǒng)計(jì)模型的缺點(diǎn)，顯著提高了新建風(fēng)電場短期功率預(yù)測(cè)精度。

如圖1所示，一種應(yīng)用于新建風(fēng)電場的短期功率預(yù)測(cè)方法包括：

步驟10：收集風(fēng)電場建立前測(cè)風(fēng)塔的實(shí)測(cè)風(fēng)速數(shù)據(jù)，以及與之時(shí)間匹配的風(fēng)電場區(qū)域中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)因子的歷史預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。