[發明專利]基于集合局地多點不同氣候特征的風功率預測方法及裝置

有效

• 申請號: 201710001787.7
• 申請日: 2017-01-03
• 公開（公告）號: CN106875038B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 向婕;雍正;董仕
• 申請（專利權）人: 國能日新科技股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 天津合正知識產權代理有限公司 12229
• 代理人: 李成運;李震勇

1.一種基于集合局地多點不同氣候特征的風功率預測方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）建立電場模型，獲得電場周圍氣象數值預報結果，并通過數據插值方法獲得單點預報風速在三維空間的數值；

（2）將單點預報風速合成兩點和三點風速，獲得合成風速；

（3）利用神經網絡方法將合成風速轉化成風功率；

所述步驟（1）具體包括如下步驟：

（a1）進行三維電場建模，根據電場風機的排布，選擇30公里 x 30公里的矩形試驗區域，涵蓋所有風電場的風機及電場上游的風場狀況；

（a2）利用數值天氣模式通過并行計算得到試驗區域天氣預報結果，數據水平分辨率為3公里、垂直分辨率50米；

（a3）使用NCO(netCDF Operators)提取模式垂直方向1-4層的模式計算結果，并輸出模式的地面高度數據、位勢高度，將4層的σ坐標系轉換得到高度坐標系；

（a4）細化垂直分層，通過邊界層風速變化規律見公式1，將垂直分層插值為20層，最終獲得三維空間2000個單點風速預報結果，公式1如下：

（公式1）

其中，Z_b，Z :標準參考高度和任一高度；

、：標準參考高度處的平均風速和任一高度處的平均風速；

：地面粗糙指數；

所述步驟（2）具體包括如下步驟：

（b1）單點的風速預報分別與電場風機的平均風速進行比較；計算單點預報風速在三維空間的數值的風速預報與電場風機的平均風速之間的相關性系數r，剔除相關性系數后50%的單點結果；

相關性系數計算公式：

其中，r為相關性系數，x_i、y_i分別表示實發風速和預測風速的第i個值，、分別是實發風速和預測風速的算術平均值，n為樣本總量；

（b2）對保留的50%的單點，分別給出所有兩點、三點的組合方案；

（b3）對所有組合方案分別取兩點和三點均值，得到合成風速結果；

（b4）計算所有的合成風速結果與電場風機平均風速之間的相關性系數r、平均絕對誤差MAE；

（b5）刪選出相關性系數最優的前200組組合方案，從200組方案中選出平均絕對誤差最小的50組組合方案；

（b6）根據單電場歷史實測的風速給出高低風速段的閾值；

（b7）對高低風速段進行權重的訂正。

2.根據權利要求1所述的一種基于集合局地多點不同氣候特征的風功率預測方法，其特征在于：所述步驟（a4）中插值計算方法包括線性插值、三次樣條插值。

3.根據權利要求1所述的一種基于集合局地多點不同氣候特征的風功率預測方法，其特征在于：所述步驟（3）具體包括如下步驟：

（c1）通過風電場歷史風速和功率，經過神經網絡模型擬合風速-功率曲線；

（c2）將合成風速放入到神經網絡模型中得到預測的風功率；

（c3）通過計算50組預測的風功率的扣電量和精度；

（c4）比較扣電量和精度選出最優的方案。