风电功率概率预测研究综述

从风力发电被人们应用起,风电功率预测一直是研究的热议话题.由于风能自身的波动起伏、随机不定,导致风电功率具有一定的不确定性.目前风电功率大部分研究针对其点预测,但考虑风电功率固有的波动特性,其点预测的预测精度有限.然而准确可靠的风电功率预测对于电力系统运行是必不可少的.鉴于风力发电的不确定性,概率预测提供了一种独特的方案,即:提前估算和量化风电并网对系统运行潜在的影响以及风险.故风电功率概率预测将会成为风电功率预测的热门方向.文中归纳总结了风电功率概率预测已有的研究成果,并对风电功率概率预测未解决问题及将来发展趋势进行展望.     

飞轮储能在风电功率预测系统中的应用探究

风能是一种间歇性能源,风电功率经常处于波动之中,风电功率的预测对风力发电系统并网的安全性和稳定性具有重要的意义.天气预报提供的气象数据有一定误差,机组调度需要计及风电功率预测高估和低估所带来的代价.本文以风电功率预测的传统方法为基础,用飞轮储能对预测出来的风功率进行适时调节,从而优化了风电质量,最终使用Matlab/GUI开发了风电功率预测系统.该系统提高了风电功率的预测精度,可为风电功率预测提供参考.     

风电功率预测技术综述

风电功率预测是应对风电大规模并网运行问题的重要手段。本文分类介绍了目前用于风电功率预测的基本方法,简要概括了国内外的风电功率预测技术研究和应用现状,对风电功率预测技术发展趋势进行了展望。     

考虑风速波动特性的VMD-GRU短期风电功率预测

提高风电功率预测的精准度能为大规模风电并网提供安全保障,为此提出一种考虑风速波动特性的短期风电功率组合预测方法.首先,定义5种风速波动类型,对数值天气预报中的历史风速序列进行波动类型划分,得到不同风速波动类型的天气时段;其次,将这些天气时段对应的历史风电功率序列进行分类,采用变分模态分解算法对各类风电功率序列进行分频计算,得到特征、频段互异的多个子模态;然后,利用门控循环单元神经网络建立每个子模态预测模型,将各个子模态预测结果进行叠加,得到风电功率预测值;最后,对待测时段的风速序列进行波动类型划分和识别,选取相匹配的功率预测模型计算出最终预测值.利用某实际风电场的数值天气预报风速数据和功率数据进行仿真分析,验证所提组合预测方法的有效性.     

基于VMD技术与混合储能策略的风电并网控制方法

针对风电功率波动性和随机性给电网稳定运行带来的不利影响,提出一种基于风电功率变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)技术和混合储能系统的风电并网控制策略。首先,对典型风电出力场景的原始功率进行变分模态分解,根据风电并网功率波动标准将原始功率分解为并网功率和储能功率,在平抑风电功率的前提下实现最大功率并网;其次,根据储能元件响应特性完成储能功率的初级分配,并在系统内部监测超级电容荷电状态(state of charge,SOC),通过模糊控制对储能元件初级功率进行二次修正。仿真结果表明:该控制策略可以在实现风电功率最佳分解和合理分配的同时确保并网功率的最大消纳,有效抑制风电并网功率波动;同时可保证储能元件的荷电状态稳定在安全范围内,极大地延长了储能元件的使用寿命。     

风电功率超短期多步预测误差评估及分析

超短期风电功率预测误差分析有助于改进预测精度,进而降低风电不确定性对电力系统带来的不利影响.以LSTM模型为例,对超短期多步预测的误差特性进行分析.首先,对超短期风电功率预测误差进行静态特性分析,研究了预测误差随预测步长的动态变化特性;然后,提出了数值天气预报在超短期风电功率预测中的误差占比定量评估模型;最后,提出了一种综合考虑形状和时间损失的神经网络损失函数,降低由于输入信息不足引起的时滞和幅值误差.结合吉林省20个风电场的实测数据,对风电功率多步预测误差特性进行全面分析,为风电功率多步预测模型的评估、修正提供了参考.     

风电动态接纳区间与备用的协调优化

消纳问题是制约大规模并网风电高效利用的瓶颈,而调度决策是消纳并网风电的核心问题。根据风电功率预测误差概率分布及功率波动概率分布与备用需求变化间的关联关系,建立并网风电的备用需求模型,定量的表示风电出力的不确定性。在调度决策中,将风电视为可“主动”参与调度的电源,构建了风电动态接纳区间与备用协调优化的调度模型。模型计及了风电的不确定性,通过制定合理的风电并网容量区间计划和机组出力计划,在保证系统运行安全性的同时兼顾了系统运行的经济性,为含大规模并网风电系统最大程度地合理消纳风电提供了方法。     

基于区间样本和回声状态网络的风电功率不确定性预测

风电功率预测对并网运行的稳定性控制、市场经济调度等具有重要意义.但受风力波动性等影响,风电功率具有极大的不确定性,如何在功率预测中有效反映该不确定性对提高预测可靠性至关重要.针对当前大多采用点预测方法存在的不足,提出一种量化不确定性的区间预测模型.基于区间相似准则和相似日理论,首先给出反映风电功率不确定性的区间样本选择策略;针对选择的时序区间样本,给出基于回声状态网络的区间预测方法;最后利用区间覆盖率、区间平均宽度等指标评价预测结果.实验结果表明了所提方法的有效性.     

风电功率超短期预测误差的非参数估计分布研究

准确的风电功率预测有利于含大规模风电电力系统的安全可靠、持续稳定运行,掌握风电功率预测误差的分布特征,对风电大规模并网有重要意义.以吉林省某风电场的实测数据为例,对风电功率进行超短期预测,利用非参数估计对预测误差分布进行拟合,分析了非参数估计与预测方法、预测时间间隔、预测误差概率分布形态以及风电场装机容量的关系,验证了所提出方法的有效性.     

风电场储能装置容量及最大充放电功率的确定

随着风电规模的日益扩大,风电对电力系统的影响越来越大,由风电并网引起的电力系统运行的经济性和稳定性等全局性问题越来越受到人们的关注。其中合风电场的电力系统经济调度问题日益受到重视,储能装置是解决风电并网问题的有效手段。本文不考虑储能装置的初始投资、运行维护费用等问题,从平滑风电功率波动和平滑系统功率波动（即综合考虑风电波动和负荷波动）两个角度,研究了储能装置的容量及最大充放电功率对平滑效果的影响,初步探讨了风电场中储能装置参数的确定方法。     

全钒液流电池在风电中的应用前景

风力发电具有不连续性和不稳定性,使其大规模并网运行受到限制。全钒液流电池是一种具有优良特性的新型蓄电储能设备,可以用作风力发电的配套储能装置,平滑风力发电的输出。综述了风电对储能电池系统的要求,全钒液流电池与其它电池系统的特性区别,以及全钒液流电池系统的技术发展概况。     

单相并网风力发电系统的仿真研究

针对高效的单相并网风力发电系统进行的仿真研究,其中整流、升压部分采用功率因数校正技术,逆变并网部分采用锁相技术实现回馈电流控制,同时采用Matlab/Simulink仿真软件建立了单相并网风力发电系统的仿真模型,并对整流、升压部分和逆变并网部分进行了仿真研究.仿真结果表明,并网回馈电流可以很好地跟踪电网电压的频率和相位.     

联合条件下风力发电风速预测

风速性质直接影响风力发电的功率,确定性预测在很多方面无法满足当前需要,而概率性预测比较符合实际,具有更强的实用性．采用以当前时段实测风速和下一时段预报风速为联合条件的离散预报误差概率统计模型（forecasterrorprobabilitydistribution,FEPD）,从而预测短时（功率预测前几小时）风速,通过得到风速数据,在短时时段覆盖内,就能够预测风力发电的功率．实例证明,以风速为基础从而预测风力发电功率是一种有效的方法．     

基于功率预测的波动性能源发电的多时空尺度调度技术

中国风电发展已经进入了持续稳定阶段,规模化并网发电成为主流的发展模式。风电的波动性、随机性突出,而且在不同时间、空间尺度表现出不同的特性,对电网的安全稳定运行产生了深刻的影响.统计分析中国风电的波动性和随机性及风电大规模接入对电网调度的影响,建立电网-波动性电源-可控电源的新型网源协调互动调度运行机制;指出风电功率预测是解决风电波动性影响的关键基础,而将风电功率预测信息纳入调度体系建立新的预控调度技术是实现高比例风电消纳的关键途径.     

基于风速功率关系带的时间序列法预测研究

在运用时间序列法预测风速及风电功率的基础上,采用分层统计法对16台风电机组的风速功率数据进行统计分析,得出基于实测数据的风速功率关系带,用于提取有效历史功率点,达到提高风电功率预测精度的目的．运用MATLAB软件编程实现预测,并选取合适的误差衡量指标进行误差分析．     

综合考虑风电及负荷不确定性影响的电力系统经济调度

提出一种考虑风电出力和负荷不确定性的电力系统经济调度新方法.通过风速威布尔参数预测,在机组组合经济调度模型的功率平衡约束中考虑风电和负荷不确定性;提出一种利用个体间交叉、变异、复制与在子种群间移民思想和初始种群区间化的改进遗传算法对模型进行求解;综合研究风电不确定性、穿透水平和负荷不确定性对电力系统常规火电机组经济调度的影响。一个包含4台常规火电机组和1台等值风电机组的算例系统测试结果验证了所提模型和算法的有效性.     

基于网络化控制模型的风机并网控制策略

针对风电并网对电网可靠性的影响及风机渗透率逐渐增大的问题,提出了一种基于网络化控制模型的风机并网控制策略.该控制策略根据系统的时延特点建立了时延小于一个周期的网络化控制模型,并构建了双馈型风机运行在向下功率调节模式和有小扰动时的模型,使用网络化控制方法提升了控制系统的鲁棒性.仿真结果表明,所提出的控制策略创新性地将网络化控制方法应用到风电并网调度和控制中,具有不确定、时变和有上界的特点,能满足现代电网对风机运行与调节模式的要求.     

风力发电机发展现状及研究进展

风力发电机是实现风能转换为电能的核心部件之一.自上世纪70年代末以来,涌现了多种风力发电机拓扑结构及发电系统.针对现有国内外主要类型风力发电机的技术特点进行评述,分析比较不同类型风力发电机的经济技术性能,讨论风力发电机的最新发展趋势与研究进展,为我国风力发电研发工作提供参考.     

海上风电过电压及无功补偿问题研究

提出一种新的海上风电并网过电压及无功配置问题的动态研究方法。利用DIgSILENT PowerFacotry软件建立海上风电场模型,包括风电机组、海缆、变压器及相关的控制策略。利用时域仿真方法分析不同风速条件下风电场的有功、无功及电压特性,根据时域仿真的结果,配置无功补偿装置,调整、改善风电场电压及无功特性。通过时域仿真方法对无功补偿配置方案的效果进行验证。     

风力发电并网逆变器的前馈解耦控制

研究了风力发电三相并网逆变器的前馈解耦控制.根据基尔霍夫电压定律建立了逆变器的三相静止坐标系的数学模型;通过坐标变换得出了d-q坐标系下逆变器的数学模型.给出了基于空间矢量的电流前馈控制策略,并实现了并网电流有功分量和无功分量的独立控制.研究了α-β坐标系下的直接计算法锁相.通过实验证明,采用该控制策略可以实现单位功率因数并网.