分散式風電功率預(yù)測系統(tǒng)構(gòu)建及價值

摘 要 對風場的風速與發(fā)電功率實施科學準確的預(yù)測，可以有效的降低風電系統(tǒng)對整體電網(wǎng)產(chǎn)生影響。基于統(tǒng)計學方法中的分散式風電功率預(yù)測系統(tǒng)，通過對數(shù)據(jù)的收集、功率預(yù)測以及信息反饋等方面的工作，為電力系統(tǒng)建立起可靠的、優(yōu)質(zhì)的以及經(jīng)濟性的預(yù)測方式。

【關(guān)鍵詞】功率預(yù)測 分散式 調(diào)度計劃

當前，我國能源局所下發(fā)的《風電廠功率預(yù)測預(yù)報管理暫行辦法》當中，其中就規(guī)定了我國全部已經(jīng)并網(wǎng)開始運行的風電廠，必須要建立起風電功率預(yù)測系統(tǒng)體系，以及發(fā)電計劃審核報告制度，要求沒有經(jīng)過相關(guān)的管理要求來進行風電預(yù)測報告統(tǒng)計的風電場不能進行并網(wǎng)的運行。風電功率預(yù)測主要是提升風電場發(fā)電的效率性，在和電網(wǎng)企業(yè)實施有效的配合與制定電力調(diào)度合作的時候，需要充分的滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展需要。分散式風電功率預(yù)測需要有效的滿足一些技術(shù)性的條件約束，并且還需要對其所傳輸?shù)诫娏ο到y(tǒng)中的總量和設(shè)備實施有效的規(guī)劃與設(shè)計，這樣才可以有效的發(fā)揮出應(yīng)有的作用。針對風電功率預(yù)測對電力企業(yè)發(fā)展產(chǎn)生的影響，對分散式風電功率預(yù)測系統(tǒng)的針對性研究，具有非常明顯的理論性意義和運用價值。

1 基于統(tǒng)計方式的分散式風電預(yù)測

在實施風電功率預(yù)測的過程當中，可以直接對其實施功率的預(yù)測工作，同時還可以對風速值加以預(yù)測，然后在依照實際的風速和風電發(fā)電廠當中的電力輸出值，建立起對應(yīng)的數(shù)據(jù)模型，通過相關(guān)的分析可以得到具體的風電功率輸出值。參照之前的歷史性數(shù)據(jù)的風電輸出功率和風速預(yù)測的方式，對其中歷史性數(shù)據(jù)實施有效的預(yù)測，在多個數(shù)據(jù)統(tǒng)計過程當中，主要包含了對電力輸出功率以及風速數(shù)據(jù)預(yù)測的方面，建立起風電輸出功率和風速之間存在的映射性關(guān)系。

1.1 單一預(yù)測方式

依靠風電廠的具體發(fā)展狀況，采用在混沌時間范圍內(nèi)的序列風電功率預(yù)測的測試方式。所收集出來的風電場當中的發(fā)電功率，是通過時間順序和一定時間間隔來實施重組。在對發(fā)電現(xiàn)場進行考察之后發(fā)現(xiàn)，發(fā)電現(xiàn)場的測風塔中大部分的傳感器都已經(jīng)損壞，但是還有部分的光纖通訊。所以說，對風機本身所存在的歷史性數(shù)據(jù)和實施性發(fā)電功率的數(shù)據(jù)實施校正，對混沌時間序列當中的風功率實施基礎(chǔ)預(yù)測。風力發(fā)電是因為地表上熱力性質(zhì)的差異性，在受到了氣壓梯度力作用、地球轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的偏向力以及地形地貌等方面的影響，所產(chǎn)生的空氣定向移動來推動風力發(fā)電機進行發(fā)電。通常來講，來流風為牛頓性流體，可以通過斯托克斯方程來對空氣的定向流動加以描述。

1.2 組合預(yù)測的方式

為了有效的提升對風電功率預(yù)測的準確度，有效的提出了組合性的預(yù)測思想，也就是將其中幾種預(yù)測出來的模型的分析結(jié)果，選擇其中具有代表性的數(shù)據(jù)進行綜合分析，得到測試的最終結(jié)果。通過相關(guān)的研究結(jié)果可以看出，通過兩種或者是兩種以上的單項預(yù)測的方式，可以組合出比單項預(yù)測更加明顯和準確的風電功率預(yù)測效果。當前在國內(nèi)外，大量的相關(guān)的研究學者對此實施了大量的研究分析，針對性提出了時間序列與電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的方式，通過時間順序與卡爾曼濾波的有效結(jié)合，最終得出了風電功率預(yù)測的有效方式。除此之外，通過相關(guān)學者的研究可以發(fā)展，對風速或者是發(fā)電功率原始性的序列進行預(yù)處理方式，也是有效的提升風電功率預(yù)測精確度的有效方式。

2 分散式風電預(yù)測系統(tǒng)的主要構(gòu)成方式

2.1 數(shù)據(jù)收集功能指標

分散式風電功率預(yù)測系統(tǒng)，在運行過程當中需要對其中的數(shù)據(jù)進行分析，主要包含了天氣預(yù)報數(shù)據(jù)、實時性的測風塔數(shù)據(jù)、風電場實施數(shù)據(jù)以及風電機組的實施運行狀態(tài)數(shù)據(jù)等。發(fā)電系統(tǒng)可以有效的完成其中的全部數(shù)據(jù)的自動收集和采集，同時還可以通過手動的方式進行信息的錄入，對其中數(shù)值天氣的預(yù)測數(shù)據(jù)實施定時性信息獲取。短期性的功率預(yù)測功能指標，主要可以用來對未來的0～72小時范圍內(nèi)的功率變換曲線實施預(yù)測，其中時間的分辨率可以分成15min。短期的預(yù)測平均產(chǎn)生的誤差率小于20%。短期性的風電功率預(yù)測功能性指標，可以有效的實現(xiàn)對未來0～4小時范圍內(nèi)出現(xiàn)的功率變化曲線圖進行分析，時間分辨率達到了15min左右，其中每15min可以進行以此數(shù)據(jù)記錄。

2.2 信息反饋功能指標

信息的有效反饋可以依照電力發(fā)電網(wǎng)當中的技術(shù)要求，實施有效的標準化的格式預(yù)測以及超短期性的功率預(yù)測、風力塔實施監(jiān)測、發(fā)電系統(tǒng)中的風電檢修容量、風電場裝機的整體容量大小以及包含了對最大的發(fā)電功率信息實施上報等相關(guān)功能。這其中，短期性的功率預(yù)測的結(jié)果，可以通過次日的96點的功率性曲線的方式來進行上報，其中超短期的功率預(yù)測方式可以每15min進行上報，測風塔中的風機運行容量、裝機容量、投運容量以及最大化的功率信息來作為短期內(nèi)功率預(yù)測的方式來進行反饋。依照相關(guān)調(diào)度部門的具體要求，從預(yù)測的數(shù)據(jù)當中可以看出，在未來的0～24小時、0～48小時以及0～72小時內(nèi)的短期性的風電功率預(yù)測數(shù)據(jù)，可以有效的繪制出0～168小時范圍內(nèi)的風功率預(yù)測曲線圖；在每個15min的間隔內(nèi)，來對未來4h的超短的風電功率預(yù)測曲線進行反饋，其中時間上的分辨率不能低于15min。

3 結(jié)束語

通過本文對分散式風電功率預(yù)測系統(tǒng)構(gòu)建方式的分析和判斷，可以看出分散式風電功率預(yù)測系統(tǒng)作用于負荷的中心點附近，在其接入到配電網(wǎng)之后，風電產(chǎn)生的間歇性、波動性為電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定的運行提供了全新的挑戰(zhàn)。通過對單一預(yù)測方式和組合預(yù)測方式的針對性分析，從中可以得到分散式風電功率預(yù)測系統(tǒng)，在運行過程當中需要對其中的數(shù)據(jù)加以有效的分析，通過對風電功率的有效預(yù)測，借助于電網(wǎng)調(diào)度部門制定出科學合理的電網(wǎng)運行方案，通過這種方式來保證電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

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作者簡介

張桂森（1978-），男，河南省許昌市人。大學本科學歷?，F(xiàn)為許繼電氣股份有限公司工程師。研究方向為電力系統(tǒng)。

作者單位

許繼電氣股份有限公司 河南省許昌市 461000