【摘要】：近年來,能源危機(jī)和環(huán)境問題嚴(yán)重制約傳統(tǒng)化火力發(fā)電的發(fā)展,風(fēng)電產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。由于風(fēng)電隨機(jī)波動(dòng)性強(qiáng)、間歇性顯著,大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成嚴(yán)重威脅,亟需解決并網(wǎng)風(fēng)電沖擊電網(wǎng)穩(wěn)定問題。改善風(fēng)電質(zhì)量等相關(guān)研究成為重點(diǎn)關(guān)注方法,而改善風(fēng)力發(fā)電質(zhì)量的基礎(chǔ)性前提和關(guān)鍵性技術(shù)即為提高單機(jī)風(fēng)速/風(fēng)功率預(yù)測(cè)性能。因此,本文基于風(fēng)電場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(Supervisory Control And Data Acquisition,SCADA)中風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù),對(duì)風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)、風(fēng)速/風(fēng)功率不確定性預(yù)測(cè)技術(shù)以及風(fēng)機(jī)發(fā)電特性不確定性分析技術(shù)等進(jìn)行深入研究。主要研究?jī)?nèi)容可歸納為四個(gè)方面:異常越限數(shù)據(jù)識(shí)別剔除技術(shù)研究。深入分析風(fēng)機(jī)風(fēng)速、轉(zhuǎn)速、風(fēng)功率等數(shù)據(jù),結(jié)合風(fēng)機(jī)運(yùn)行機(jī)理、數(shù)理統(tǒng)計(jì)及概率論知識(shí),進(jìn)行風(fēng)機(jī)越限數(shù)據(jù)識(shí)別剔除相關(guān)技術(shù)的研究,主要包括:將風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速作為輔助識(shí)別因子,設(shè)計(jì)三維空間下明顯越限數(shù)據(jù)初篩剔除機(jī)制;采用Copula方法求得風(fēng)機(jī)置信等效功率邊界曲線,并且定義置信度帶寬比數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo),評(píng)價(jià)邊界曲線異常數(shù)據(jù)識(shí)別剔除性能;設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的邊界曲線自適應(yīng)更新機(jī)制;選擇風(fēng)電場(chǎng)中具有代表性兩臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)例仿真測(cè)試,驗(yàn)證方法機(jī)制科學(xué)合理性和有效性。風(fēng)機(jī)功率曲線不確定性建模。主要內(nèi)容如下:考慮風(fēng)機(jī)發(fā)電特性建模數(shù)據(jù)敏感性,補(bǔ)充缺失數(shù)據(jù)插值重構(gòu)方法研究,采用雙向Markov鏈數(shù)據(jù)重構(gòu)法填補(bǔ)缺失數(shù)據(jù),且進(jìn)行雙向重構(gòu)值權(quán)重系數(shù)優(yōu)化訓(xùn)練,精準(zhǔn)高效地重構(gòu)缺失數(shù)據(jù)點(diǎn);對(duì)不同缺失數(shù)據(jù)類型分析、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)插值重構(gòu)混合策略;基于預(yù)處理后數(shù)據(jù),綜述多種風(fēng)機(jī)功率曲線定值和概率建模方法,對(duì)比分析不確定性功率曲線模型性能。風(fēng)速不確定性預(yù)測(cè)技術(shù)研究�；陲L(fēng)速時(shí)序數(shù)據(jù)的相空間重構(gòu)和相似風(fēng)速序列聚類,實(shí)施多結(jié)構(gòu)模型的超短期風(fēng)速預(yù)測(cè)相關(guān)技術(shù)研究,簡(jiǎn)述如下:實(shí)施風(fēng)速片段序列特征提取和數(shù)據(jù)降維,提高相似樣本聚類的準(zhǔn)確性和運(yùn)行效率;采用高斯過程過回歸(Gaussian Process Regression,GPR)算法建立多結(jié)構(gòu)單步風(fēng)速預(yù)測(cè)模型,且實(shí)施影響GPR模型性能的超參數(shù)優(yōu)化,創(chuàng)新性地結(jié)合k折交叉驗(yàn)證法定義綜合評(píng)判準(zhǔn)則函數(shù),用作優(yōu)化過程中個(gè)體適應(yīng)度的計(jì)算;以滾動(dòng)迭代思想為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)最優(yōu)模型結(jié)構(gòu)選擇機(jī)制,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)高效超短期風(fēng)速多步預(yù)測(cè);算例仿真驗(yàn)證所提方法策略有效性和優(yōu)越性。綜合不確定性風(fēng)功率預(yù)測(cè)建模。在風(fēng)功率預(yù)測(cè)間接分步實(shí)現(xiàn)方式下,設(shè)計(jì)考慮綜合不確定性的風(fēng)功率預(yù)測(cè)建模機(jī)制,在分步方式下,實(shí)施風(fēng)功率預(yù)測(cè)不確定性的分析、評(píng)估及綜合,構(gòu)建不確定性風(fēng)功率預(yù)測(cè)系統(tǒng)。具體內(nèi)容如下:結(jié)合風(fēng)速不確定性預(yù)測(cè)結(jié)果和不確定性風(fēng)機(jī)功率曲線模型,實(shí)現(xiàn)超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè);進(jìn)行仿真測(cè)試,驗(yàn)證間接分步方式下風(fēng)功率綜合不確定性預(yù)測(cè)的實(shí)現(xiàn)方法科學(xué)合理性和先進(jìn)性。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O21;TM614
【圖文】：

１．１背景及意義逡逑電力作為一種能源利用的中間媒介，其便捷性高、傳輸性強(qiáng)等特點(diǎn)顯著，受到普遍使逡逑用和重視。近年來，隨著人類社會(huì)不斷的全面革新，全球電力需求迅猛增加，用電量保持逡逑較快增速，社會(huì)各界產(chǎn)業(yè)用電量也均表現(xiàn)出較快增長(zhǎng)，電力需求顯著增強(qiáng)，則針對(duì)各種類逡逑型能源的開發(fā)利用，重點(diǎn)自然落到開展其電力資源的轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)上。逡逑新興風(fēng)力、光伏、光熱等可再生能源轉(zhuǎn)換過程相對(duì)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換形式多樣，加之在過去逡逑很長(zhǎng)一段時(shí)間，由于傳統(tǒng)化石能源的長(zhǎng)期使用，人類正面臨諸多問題，如化石能源日漸枯逡逑竭、環(huán)境污染等問題［１］。因此，有必要實(shí)施傳統(tǒng)化石能源電力轉(zhuǎn)換向可再生能源電力轉(zhuǎn)換逡逑的轉(zhuǎn)變，全球能源領(lǐng)域中越來越多的研宄學(xué)者也正在竭力開展各種可再生能源開采發(fā)掘、逡逑使用形式等相關(guān)問題的探索研宄，眾多清潔可再生能源中，風(fēng)能的開發(fā)與利用優(yōu)勢(shì)突出，逡逑受到越來越多的重視和關(guān)注，風(fēng)力發(fā)電規(guī)模不斷擴(kuò)大，發(fā)電技術(shù)日臻完善。根據(jù)２０１８版逡逑《ＢＰ世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》中關(guān)于全球風(fēng)電發(fā)展統(tǒng)計(jì)情況，近幾年風(fēng)電新增及累計(jì)裝機(jī)容量逡逑均保持較快增長(zhǎng)［２］，２０１２年——２０１７年全球年新增裝機(jī)容量及累計(jì)裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)情況如圖逡逑１－１所示；２０１７年全球風(fēng)力發(fā)電量排名前十國(guó)家統(tǒng)計(jì)情況如圖１－２所示。逡逑

召200名年在

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文逡逑隨著全球風(fēng)力發(fā)電的快速發(fā)展，也帶來了一系列亟需解決的問題，其中大規(guī)模風(fēng)電安逡逑全可靠并網(wǎng)消納問題的解決已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外風(fēng)電進(jìn)一步更大規(guī)模的開發(fā)利用關(guān)鍵［３］。即逡逑使近些年風(fēng)電快速發(fā)展的同時(shí)其并網(wǎng)滲透率也在不斷提高，但由于風(fēng)電本身隨機(jī)性強(qiáng)、波逡逑動(dòng)性大等突出特點(diǎn)以及綜合考慮整體電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行絕對(duì)的穩(wěn)定、安全和可靠，世界各國(guó)均逡逑出現(xiàn)了不同程度的棄風(fēng)限電情況。特別地，由于國(guó)內(nèi)風(fēng)電開發(fā)與利用呈現(xiàn)出較嚴(yán)重的地域逡逑不對(duì)等性，使國(guó)內(nèi)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中棄風(fēng)限電現(xiàn)象格外明顯［４］，２００８年一一２０１７年我國(guó)風(fēng)電逡逑新增及累計(jì)裝機(jī)容量情況統(tǒng)計(jì)和棄風(fēng)限電情況統(tǒng)計(jì)分別如圖１－３和圖１－４所示。逡逑

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本文編號(hào)：2797013