风电功率物理预测模型引入误差量化分析方法

风电功率短期预测是风电调度运行的基础之一,物理预测方法是风电短期功率预测的基本方法之一,在欧美等国家仍作为主要预测方法,分析风电功率物理预测方法的误差源对提升预测精度具有重要作用。针对风电功率物理预测方法的误差来源问题,在分解物理预测关键环节的基础上,分别从物理模型、地转拖曳定律、数值天气预报(NWP)风速、风速-功率转化等方面,采用单一变量原则研究了各环节误差探明方案,通过物理过程推导,提出了一种面向风电功率物理预测模型的误差源分析方法,获得了物理预测方法各环节引入预测误差的量化结果。采用实际算例进行测试的结果显示,所提出的误差源分析方法能够获得误差源量化分析结果,且分析结果与实际相符,验证了方法的准确性。     

风电功率及其预测误差概率分布研究

进行风电功率及其预测误差概率分布研究对分析风电功率分布特性有重要意义.以风电功率、日功率波动量均值为指标,统计分析风电在不同时间尺度下的波动概率分布;针对正态分布模型对风电功率及其预测误差分布拟合效果较差问题,利用非参数估计法拟合风电功率及其短期预测误差概率分布,并以残差平方和、相关系数为评价指标,对比不同预测模型和采样间隔对应的拟合效果;基于实测数据的分析结果表明,非参数估计法可以有效拟合风电功率及其短期预测误差概率分布,且具有较好的实用性.     

基于混合特征双重衍生和误差修正的风电功率超短期预测

随着风电渗透率的不断提高,对风电功率进行精准、可靠的预测是提升风电消纳水平的有效措施。针对功率预测时风电数据种类不足和特征数量稀缺的问题,提出基于混合特征双重衍生和误差修正的风电功率超短期预测模型。首先,在原始功率特征中施加混沌噪声,构造出多条混沌扰动特征,改善原始功率特征分布过于单一的状况。其次,提出基于免疫算法的特征衍生算法,挖掘风电功率数据的潜在信息,增加优质特征数量,进而构建误差预测模型,通过预测风电功率预测误差修正风电功率预测结果,进一步提升预测准确率。最后,基于比利时风电场实际运行数据进行算例分析。所提模型预测效果较好,且相较其他传统预测模型精确度更高,验证了所提模型的有效性。     

基于非参数回归模型的短期风电功率预测

随着风电接入规模的增加,风电功率预测日益重要.非参数估计方法是模型估计和预测的典型方法之一,在国内短期风电功率预测中尚无应用.文中将非参数回归技术应用于短期风电功率预测,包括风电功率点预测和风电功率概率区间预测.首先,基于非参数回归模型,建立风速与风电功率之间的转换模型,得到风电功率的点预测值;其次,基于经验分布模型与非参数回归技术,建立风电功率预测误差的概率分布函数,得到风电功率预测值的概率区间.以内蒙古某风电场为例,验证了将非参数回归技术应用于风电功率预测的有效性.     

应用储能系统补偿风电功率预测误差综述

针对风电功率随机性、波动性以及不确定性对电力系统安全稳定运行的影响,风电功率预测误差使大规模风电并网难度增大的现状,根据储能系统具有响应速度快及对能量进行时空平移的特点,在分析风电功率预测误差分布规律的基础上,对储能系统类型的选择、补偿控制策略设计、储能系统功率容量配置等研究成果及发展现状进行了综述,并对未来应用储能系统补偿风电功率预测误差等多方面的关键技术进行了展望。     

风电功率预测方法综述及发展研究

准确的风电功率预测有利于电网灵活调度和安全运行,进而提高风电场穿透功率.针对目前已有风电功率预测研究,本文首先对国内外风电预测系统进行梳理描述,再从单一模型、组合模型和区域模型角度进行分类阐述,同时深入对样本分析及处理、智能方法的输入变量选取和赋值、组合预测的权重处理、预测误差的评价分析和预测结果的不确定性分析这5个预测环节进行有针对性的详细分析,寻找可以改善预测效果的突破口,并进一步提出风电功率预测的发展建议.     

基于数据驱动的风电功率预测误差解耦评价方法

针对风电功率预测中多环节交互影响的复杂性,文中提出一种风电功率预测误差的精细化评价方法,旨在利用数值天气预报、气象观测数据、风电运行数据等多源异构信息,定量分析功率预测各关键环节对预测总误差的影响程度。首先,解析了风电功率预测运行机理,将预测过程分解为数值天气预报、风能-功率转换建模、预测结果校正3个关键环节。然后,设计了基于核密度估计的风电异常数据分区间辨识方法,建立了风资源-电力特性的简化模型。最后,基于气象、电力等多源运行数据驱动,提出功率预测各环节等效误差的量度方法。算例结果表明,所提方法可定量评估各环节预测对功率预测误差的影响。     

风电集群短期及超短期功率预测精度改进方法综述

风电集群短期及超短期功率预测是提升电网健壮性的有力手段。该文总结国内外风电集群短期与超短期功率预测技术的现状,从集群和单个风电场两个方面,归纳风电功率预测技术的分类;从预测流程、数据来源、数据流向、物理层次4个方面论述风电集群功率预测系统的整体框架;提出具有泛化意义的风电功率预测的物理层次结构,并从数据层、映射层、特征层、模型层、反馈层5个不同的层面讨论风电功率预测技术的精度提升方法及其发展方向,对短期、超短期风电功率预测、集群功率预测的研究具有一定参考价值。     

基于误差修正的NNA-ILSTM短期风电功率预测

为更准确预测短期风电功率,提出了一种基于误差修正的NNA-ILSTM短期风电功率预测方法。首先,采用斯皮尔曼（Spearman）等级相关系数法对风电功率影响因素分析,选出相关性较高的参量;其次,对长短期记忆网络添加注意机制与修改损失函数以解决其对有效信息筛选不足的问题,利用神经网络算法（NNA）优化改进的长短期记忆网络（ILSTM）中的神经元数量和时间步长,提高其预测精度以及泛化能力,构建NNA-ILSTM预测模型;最后,分析预测误差与风电功率、风速之间相关性,构建误差修正模型,对NNA-ILSTM模型预测结果进行修正,得到风电功率预测的最终结果。实验结果表明,所提出的模型可以显著提高风电功率预测精度。     

风速及风电功率预测研究综述

随着风力发电功率占比日益提高,风电功率的波动对电网安全运行的影响日益加剧。加大电网的旋转备用容量能够解决风电场出力波动的问题,但直接增加了电网运行成本。因此,对于含大规模风电接入的电网,风速及风电功率的准确预测对保证系统安全稳定运行、降低风电消纳成本有着至关重要的作用。在综合分析大量国内外文献资料的基础上,对风速及风电功率预测方法的研究现状进综述,总结常用预测算法的优缺点,给出风速及风电功率预测误差的评价指标体系,并对风速及风电功率预测的发展前景进行展望。     

风电功率预测准确性分析

风电并网容量迅猛增加,风电与系统之间的联系越来越密切,必须考虑风能的波动性和间歇性引起风电出力的变化给电力系统电能质量、安全稳定运行和经济效益带来的不利影响。因此,进行风电功率预测具有重要的现实意义。首先对风速和风电出力预测的分类和方法进行了探讨,然后简要综述了国内外风功率预测技术的研究现状,最后针对我国现阶段风电功率预测产生误差的原因进行了阐述并提出了建议。     

关于风电场输出功率预测技术发展的综述

风电场输出功率的准确预测对含有风电场电力系统的运行调度管理具有十分重要的现实意义,按风电场输出功率预测技术应用现状与预测方法的发展两条线索展开对风电场输出功率预测技术发展的综述,对国内外风电场输出功率预测技术当前的应用情况进行了总结,对风电场输出功率方法的发展进行了回顾,并最终对当前风电场输出功率预测方面亟待解决的问题进行了探讨。     

风电功率概率预测方法及展望

风电功率的概率预测能提供风电功率的预测区间或分布函数,国内相关的研究和应用尚处于起步阶段。文中对风电功率概率预测的基本框架、主要模式、难点和热点进行了综述。首先,明确了概率预测的概念及其适用问题。然后,对概率预测的建模方法提出了两种不同的分类方式:按照是否进行条件化假设或参数化假设进行分类,并介绍了概率预测中涉及的新型算法和概率预测的评价指标。最后,结合概率预测发展现状,针对误差分析不精细、概率预测与电力系统结合不充分等不足,总结了今后的发展方向和需要进一步探索的研究内容。     

Short-term wind power prediction based on extreme learning machine with error correction

Introduction: Large-scale integration of wind generation brings great challenges to the secure operation of the power systems due to the intermittence nature of wind. The fluctuation of the wind generation has a great impact on the unit commitment. Thus accurate wind power forecasting plays a key role in dealing with the challenges of power system operation under uncertainties in an economical and technical way. Methods: In this paper, a combined approach based on Extreme Learning Machine (ELM) and an error correction model is proposed to predict wind power in the short-term time scale. Firstly an ELM is utilized to forecast the short-term wind power. Then the ultra-short-term wind power forecasting is acquired based on processing the short-term forecasting error by persistence method. Results: For short-term forecasting, the Extreme Learning Machine (ELM) doesn’t perform well. The overall NRMSE (Normalized Root Mean Square Error) of forecasting results for 66 days is 21.09 %. For the ultra-short term forecasting after error correction, most of forecasting errors lie in the interval of [?10 MW, 10 MW]. The error distribution is concentrated and almost unbiased. The overall NRMSE is 5.76 %. Conclusion: The ultra-short- erm wind power forecasting accuracy is further improved by using error correction in terms of normalized root mean squared error NRMSE).     

短期风电功率预测概念和模型与方法

随着并网风电容量的持续增加,风电强随机性给电力系统安全稳定运行带来了挑战,风电功率预测受到广泛的关注。文中较为全面地综述了国内外对风电功率预测的研究现状,着重从风电预测基本理论、风电预测方法和风电预测热点研究问题3个方面展开,主要介绍了确定性风电预测、概率性风电预测、风电爬坡事件预测、大数据和深度学习方法等方面的研究进展。     

分布函数差异化导向的风电功率预测误差气象条件概率建模方法

从统计学角度分析条件概率分布的差异性对于随机决策问题的重要性,并提出一种分布函数差异化导向的风电功率预测误差气象条件概率建模方法。以预测误差概率分布总体差异程度最大化为目标,利用改进的K-means算法进行气象数据聚类,并基于聚类结果对风电功率预测误差数据进行分箱;采用通用分布拟合不同气象模式的误差概率密度,得到解析化的风电功率预测误差气象条件概率分布。利用支持向量机实现气象模式识别,从而基于数值天气预报为调度计算提供相应气象模式下的误差条件概率模型。以中国华北地区某风电场历史数据为例,验证了所提方法的有效性,且相较于不考虑气象的简单统计频次模型,所提模型可使系统的风电消纳水平得到有效提升。     

融合深度误差反馈学习和注意力机制的短期风电功率预测

为提高风电功率预测精度,提出了一种有机融合深度反馈学习与注意力机制的短期风电功率预测方法。首先,以风电场数值天气预报(numerical weather prediction, NWP)为原始输入,基于双层长短期记忆网络(longshort-term memory, LSTM)模型对风电功率进行初步预测。其次,利用极端梯度提升(eXtreme gradient boosting, XGBoost)算法构建误差估计模型,以便在给定未来一段时间内NWP数据的情况下对初步预测误差进行快速估计。然后,利用自适应白噪声完备集成经验模态分解法(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)将初步预测误差分解为不同频段的误差序列,并将其作为附加性反馈输入,对风电功率进行二次预测。进一步在二次预测模型中引入注意力机制,为风电功率预测序列与误差序列动态分配权重,由此引导预测模型在学习过程中充分挖掘学习与误差相关的关键特征。最后,仿真结果表明所提方法可显著提高短期风电功率预测的可靠性。     

风电功率预测技术的应用现状及运行建议

针对我国风电开发中遇到的风电接入困难、电网调度困难等问题,对国内外解决此类问题的风电功率预测技术进行了详细的阐述。指出我国急需开发风电功率预测系统,并根据我们的风电功率预测研究经验提出了我国风电功率预测宜采用风电企业和电网共同实施的运行模式。希望对我国的风电功率预测发展起到一定的促进作用。     

基于时间序列分析的风电功率预测模型

风电功率的精确预测对于电网合理调度,降低电网运行成本和保证电网系统安全性等方面有重要的意义。基于风电功率历史数据具有的时间序列特性,应用时间序列法建模,对风电场的发电功率进行短期和中长期预测,同时分析单一机组和汇聚机组对预测效果的影响。实证研究结果表明,利用时间序列分析方法,能比较精确地预测风电场发电功率,且短期内预测平均绝对百分比误差不超过15%,预测的合格率已超过85%,并且集中开发的方式可以减少预测误差。     

风力发电系统发展状况分析

简述了风力发电在现代资源消耗中的重要性,介绍了风电的主要特点,分析了风电在国内外的发展状况和主要面临的问题及其解决途径和发展前景。