[发明专利]一种风电场发电功率超短期预测方法

说明书

技术领域

本发明属于风电功率预测技术领域，具体涉及一种风电场发电功率超短期预测方法。

背景技术

在当今全球化石能源日益紧缺、环境污染日益恶化等压力下，合理开发可再生能源，提高能源的利用率，是解决我国经济和社会快速发展过程中日益凸显的能源需求增长与能源紧缺、能源利用与环境保护之间矛盾的必然选择。风能作为一种可再生绿色清洁能源，逐渐受到各国青睐，风力发电得到快速发展。但由于风力发电天然具有的间歇性、波动性和周期性等特点，风力发电并网给整个电网的安全稳定经济运行造成了巨大的影响。因此，开展风电场发电功率预测技术的研究至关重要，对风电场发电功率进行较为准确的预测，一方面有助于电力调度部门提前了解风电场发电功率变化，优化调整电网实时调度计划，统筹安排常规能源和风力发电的协调配合；另一方面有助于电力系统减少旋转备用容量，降低运行成本。由于风电场发电功率超短期预测结果直接影响着电网实时调度计划的优化调整，因此，亟需开展风电场发电功率超短期预测技术的研究，因为其能够有效减轻风力发电并网对整个电网的不利影响，提高电力系统中的风电装机比例。

根据分类标准的不同，风电场发电功率预测有多种分类方法，按照预测时间尺度的不同，可分为短期预测(预测未来0～72小时或更长时间)、超短期预测(预测未来0～4小时)；按照预测模型对象的不同，可分为基于风速预测的间接法、基于功率预测的直接法；按照预测模型原理的不同，可分为统计方法、物理方法、统计与物理相结合的方法。

风电场发电功率超短期预测是指对风电场未来0～4小时的发电功率进行预测，时间分辨率为15分钟，其主要采用数理统计法，数理统计法是对风电场所在地测风塔的历史观测数据和周边气象台站的历史观测数据进行分析，根据实际需要选择逐步回归法、时间序列法、BP神经网络法等方法进行风力预测建模试验，最后选取预测效果较好的一种风力预测模型。

现有的风电场发电功率超短期预测多采用单一数据源单种预测方法对风电场未来0～4小时的发电功率进行预测，个别也有采用多种预测方法组合预测，但都是将多种预测方法串联，依次对单一数据源进行处理，在实际工程应用中，一旦出现输入数据源暂时中断的情况，就会导致该时刻的预测失败，影响风电场发电功率超短期预测的精度，从而影响整个电网的安全稳定经济运行，甚至造成了巨大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是克服现有的风电场发电功率超短期预测，一旦出现输入数据源暂时中断的情况，就会导致该时刻的预测失败，影响风电场发电功率超短期预测的精度的问题。本发明的风电场发电功率超短期预测方法，旨在为电力调度部门依据风电场发电功率超短期预测结果提前了解风电场发电功率变化，优化调整电网实时调度计划，统筹安排常规能源和风力发电的协调配合，减少电力系统旋转备用容量，降低运行成本，保证整个电网的安全稳定经济运行，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种风电场发电功率超短期预测方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤(A)，获取风电场的实测功率数据和短期预测功率数据；

步骤(B)，对步骤(A)获取的风电场的实测功率数据和短期预测功率数据进行数据预处理；

步骤(C)，根据预处理后的风电场的实测功率数据和短期预测功率数据，利用基于预测时间长度的风电场发电功率超短期预测模型得到风电场的超短期预测功率；

步骤(D)，根据步骤(C)得到的风电场的超短期预测功率，确定风电场发电功率超短期预测模型的最佳预测时间长度；

步骤(E)，基于最佳预测时间长度的风电场发电功率超短期预测模型进行风电场的超短期功率预测。

前述的一种风电场发电功率超短期预测方法，其特征在于：步骤(A)，获取风电场的实测功率数据和短期预测功率数据的方法，包括以下步骤，

(A1)，从发报时刻t_i开始向前依次获取风电场t_i-1T、t_i-2T、…、t_i-mT时刻对应的实测功率数据F₁、F₂、…、F_m，令集合F_s＝{F₁,F₂,…,F_m}；