高比例风电系统的爬坡备用需求评估

在极端天气情况下,风电功率会在短时间尺度内发生大幅度的变化,出现风电功率高风险爬坡事件,严重威胁电力系统的安全稳定运行。开展爬坡备用的需求评估,有助于减小风电出力波动和预测误差对电网运行带来的不利影响。为保障高比例风电系统的备用充裕度,提出一种基于门控循环单元和非参数核密度估计法的组合区间爬坡备用需求预测方法。首先,将风电功率实际数据和日前预测数据构建成多变量时间序列,基于门控循环单元（gate recurrent unit,GRU）模型提高预测结果的准确度。进而,采用非参数核密度估计方法对风电功率预测误差进行置信区间估计,得出给定置信区间下的风电功率预测区间。最后,根据区间预测结果,预测爬坡事件并提取爬坡特征量,建立爬坡备用需求评估模型,评估得出爬坡备用容量需求。基于西北某省级电网的数据开展了算例测试,验证了所提方法的有效性。     

超短期风电功率爬坡事件对风电功率实时预测误差的影响研究

阐述了超短期风电功率爬坡事件的研究背景及定义,建立超短期风电功率爬坡事件的检测和统计方法,利用持续法、支持向量机(SVM)和组合预测法3种风电功率实时预测方法,分析发生超短期风电功率爬坡事件时风电功率预测误差指标的变化,定量给出超短期风电功率爬坡事件对风电功率预测误差的影响。实例表明,风电功率爬坡事件具有小概率高风险特性,风电功率预测精度随着超短期风电功率爬坡事件频率的增大而降低。     

基于生成对抗网络的风电爬坡功率预测

风电的波动性和随机性,尤其是功率爬坡事件严重威胁着电网运行的安全和稳定。功率爬坡是极端天气影响下产生的,属于小概率事件。其极低的发生概率导致历史爬坡样本数量严重不足,并制约了传统功率预测模型的预测精度。针对此类问题,提出一种基于生成对抗网络的风电爬坡功率预测方案。将历史爬坡数据和模拟特征量作为输入,通过生成器和判别器的对抗训练,生成大量与历史爬坡数据特征相似的模拟爬坡数据,实现爬坡数据集的扩充。再将扩充后的爬坡数据集输入给长短期记忆神经网络算法,进行风电爬坡功率预测。通过仿真测试,验证了该方法在历史爬坡数据匮乏情况下风电爬坡功率预测的有效性。并与传统预测方法进行了对比,证明了其预测的精确性。     

风电功率预测技术综述与改进建议

随着大规模风电接入电力系统,为了保证电网安全、稳定运行,需要对风电功率进行预测。阐述了不同分类标准下的风电功率预测方法,分析了基于历史数据和基于数值天气预报的功率预测方法,归纳了风电功率预测的主要模型及其优缺点,研究了预测误差的评价指标。认为合理选择预测模型和进行模型性能优化是风电功率预测的关键。在综述国内外风电功率预测技术的研究现状后,针对国内当前对风电场功率预测模型研究与开发工作,提出了改进建议。     

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。     

基于改进诱导有序加权算子的风电功率预测

针对风电功率超短期预测精度不高的问题,提出了一种结合Theil不等系数与改进诱导有序加权算子的组合预测方法。由于预测时刻的实际风电功率值未知,因此无法直接利用该方法进行预测。文章利用各单项预测模型的前几个时刻的预测精度均值作为预测时刻风电功率的诱导值,对诱导有序加权算子进行了改进,解决了预测时刻诱导值未知的问题。采用误差信息矩阵对单项模型进行冗余度分析,得到优选单项模型,然后建立基于Theil不等系数和3种改进诱导有序加权算子的组合预测模型。通过分析和实例验证表明,结合Theil不等系数和诱导有序加权算数平均算子(IOWA)的组合模型能有效地提高风电功率预测精度。     

风电功率爬坡事件的滑动窗检测与实例分析

风电功率易受自然风况随机多变因素的影响,形成快速变化的爬坡现象,严重时会给电网调控带来较大困难。为更好应对风电功率爬坡带来的风险,需要研究风电功率爬坡事件的高效检测技术。基于通常的风电功率爬坡定义关系,设计了一种采用滑动窗技术的风电功率爬坡事件检测方法及其流程。方法通过风电功率变化率门槛值和滑动窗的合理设置,动态检测风电功率爬坡事件发生的起始时间、幅度、陡度和持续时间等关键信息。利用提出的检测技术,对江苏盐城地区4个风电场2015年1月—2016年3月期间的风电功率爬坡进行实例分析,验证了所提检测技术的正确性。     

面向风电制氢的超短期组合功率预测

为解决因风电随机性带来的“弃风”问题,实现宽功率波动下的高效制氢,提出基于最小二乘支持向量机（LSSVM）的超短期组合预测模型,提高风电功率预测鲁棒性。通过变分模态分解（VMD）预处理将风电功率分解为不同带宽的子模态,以降低随机噪声及模态混叠的影响;引入蜻蜓算法（DA）优化LSSVM,建立超短期组合预测模型,以满足电解槽控制的时间分辨率及精度要求。以河北省某风电制氢示范项目为例,验证该算法对于高波动性数据具备更高的预测精度,为风电制氢系统的优化控制提供依据。     

基于小波深度置信网络的风电爬坡预测方法

为了提高风电爬坡事件预测的准确性,提出一种基于深度学习的具有特征自适应选择的小波深度置信网络(WDBNAFS)算法。首先,分析风电功率混沌特性。然后,对时间序列数据进行小波分解,设计特征自适应选择算法选取建模数据作为预测模型的输入变量。最后,采用深度置信网络构建风电爬坡事件预测模型,设计基于实际生产数据的实验验证所提出算法的有效性。仿真结果表明,所提出算法预测准确率可达90%以上。     

基于RBF-BP组合神经网络的短期风电功率预测研究

为提高风电输出功率预测精度,提出一种基于RBF-BP组合神经网络模型的短期风电功率预测方法。在考虑尾流等因素影响的基础上,对风速进行预处理。根据相关历史数据,建立RBF-BP组合神经网络短期风电功率预测模型,对风电输出功率进行预测。仿真分析结果表明,该预测方法能有效提高风电输出功率预测精度。